碳素墨水中的主要成分士炭黑，而石墨士一种炭质元素结晶矿物。

炭黑：即单质碳，其化学性质稳定，黑色有光泽，因此用碳素墨水书写的文字便于保存，不易退色，炭黑是有机物质不完全燃烧时所产生并沉积的微粒，主要是碳的微粒。

碳质元素结晶矿物：质软、有滑腻感、可导电，化学性质不活泼、耐腐蚀，与酸、碱等不易反应。在空气或氧气中加强热，可燃烧并生成二氧化碳，强氧化剂会将其氧化成有机酸。用作抗摩剂和润滑材料、制作坩埚、电极、干电池、铅笔芯等，高纯度石墨可在核反应堆上作中子减速剂。