用于原子能工業和國防工業:石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPM。特別是其中硼含量應少于0.5PPM。在國防工業中還用石墨制造固體燃料的石墨噴嘴，石墨鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線材料。
石墨爐原子吸收光譜法是一種運用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發的光譜測定法。簡而言之，這項技術是基于這樣一個事實，即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長。在一定范圍內，被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中，樣本儲存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發和分解過程。我們可以根據已知的濃度來校正儀器，從而通過工作曲線來決定濃縮程度。和原子吸附相比，石墨爐主要有有以下優勢：
對于許多元素來說，石墨爐探測范圍可達十億分之一；
采用改良型設備，阻礙降至小；
通過原子吸收大量基質，石墨爐可以探測絕大多數已知元素。
石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反應堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。
石墨是耐高溫材料，它的三相點，15MPa時為4024℃，因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應用，不會出現問題。
石墨有良好的導熱性能，在堆內可以有效地降低溫度梯度，不致產生太大的熱應力。
石墨化學性質非常穩定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應堆和鈾鉍核反應堆的堆芯構件。
石墨抗輻照性能好，能長期在堆內服役30～40年。
石墨可加工性好，可以加工成各種形狀的構件。
石墨原料豐富，價格便宜，容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點，它是各向異性晶體結構，成層狀分布，原子密集于a、b晶面，同層原子近距離為0.141nm，相互為共價結合，具有較強的結合力；而層距離為0.335nm，層間結合力為范德瓦爾力，結合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強度、輻照等行為中都會強烈地表現出來。
石墨具有以下銅無法比擬的優質特性：
加工速度：高速銑粗加工較銅塊3倍；高速銑精加工較銅塊5倍
可加工性好，能實現復雜的幾何造型
重量輕，密度不足銅的1/4，電極容易夾持
可減少單個電極的數量，因為可捆綁做成組合電極
熱穩定性好，不變形無加工毛刺
