石墨能导电是因为层状晶体中有大量的自由电子。碳原子最外层有四个电子，形成石墨六元环时只有三个电子共享。在外加电场的作用下，多余的自由电子定向运动，从而导电。热传导是可能的，因为能量(主要是动能)在碳原子的自由电子之间转移。电导率取决于自由电子的数量。而热导率取决于自由电子运动的强度。石墨分子中的电子总是不规则运动的。当存在外部温度梯度或施加电场时，电子的取向大致相同，从而导电和导热。因此，石墨具有良好的导电性和导热性。