Różnice we właściwościach są wynikiem różnicy przestrzennej w sieci krystalicznej odmian alotropowych węgla. Kształt sieci przestrzennej warunkuje takie cechy jak przewodnictwo, twardość, odporność, kowalność czy aktywność chemiczna.
Do odmian alotropowych węgla zaliczamy grafit, diament, fuleren i grafen.
Odmiany alotropowe węgla różnią się między sobą barwą. Grafen oraz czysty diament są bezbarwne. Z kolei grafit jest czarno-szary, a fuleren przyjmuje barwę od białej do brązowej. Odmiany węgla różnią się też między sobą przewodnictwem. Grafen, grafit oraz fuleren przewodzą ciepło i prąd. Diament z kolei przewodzi ciepło, ale nie przewodzi prądu. Grafit i diament cechuje bierność chemiczna, a fuleren mała aktywność.
