铅笔芯是石墨、粘土混合制成，当石墨含量比例高时，写出的字比较清晰；当粘土的含量比例高时，字迹颜色会变浅。铅笔能够在纸上留下痕迹，是因为铅笔芯与纸张产生摩擦，堵住“纤维缝隙”后，形成的痕迹。
铅笔芯的标准铅笔芯根据用处、标准的不同分为18种型号，常用的型号为HB、2B两种，“H”是英文“hard”的缩写，代表铅笔的硬度；“B”是英文“black”的缩写，代表石墨的含量，也可以理解为写出的“字体颜色深浅程度”。标记为“HB”的铅笔，是最常见的铅笔，代表硬度和颜色适中，适合书写，而标记为“2B”的铅笔，相较于“HB”型号，其石墨含量略高，硬度相同的情况下，写出的字体颜色会更深一些。
如果在“H”前面加上阿拉伯数字，代表铅笔的硬度，在“B”前面加上阿拉伯数字，代表铅笔的“铅芯浓度”（石墨含量），我国的标准化考试中，默认“2B”铅笔为标准字体颜色。此外，国内的铅笔长度一般为18CM左右，最佳直径在4.8～5.2mm之间，铅笔芯的直径约为1.2mm左右，外面材质多为“木质”，六棱形或圆形最为常见。
制造铅笔芯的材料制造铅笔芯的材料有两种，早些年铅笔芯中含有一定比例的铅，但随着技术的成熟，铅被剔除掉了，市场上流通的铅笔大多都是石墨与粘土混合而成。
粘土的比例高于石墨时，写出的字体会淡一些，铅笔芯的强度会随着粘土比例的增加而变强；当石墨的比例高于粘土时，写出的字体颜色会变深，铅笔芯的强度会随着比例的增加而变弱。
纸张的工艺、构造纸张是比较常见的书写载体，大多数纸张，包括学生用的书本、绘画画纸、商品包装等，都是由植物纤维打碎后，经过特殊工艺制成的，我们可以把纸张理解为“植物纤维薄片”。
制作工艺并不复杂，先是人工或使用机械把纸张打碎制成木浆，然后通过一些工艺，制成薄片，部分特殊用途的纸张，制作方法有所不同。不过有一点一定要知道，而这也是铅笔芯能够在纸上留下痕迹的一个原因，木浆原料的好坏，将影响纸张的平整度、杂质的含量，以及表面的光洁度等，生产厂家会根据市场需求、用途，将纸张的一面或两面制成利于书写的样子，通过涂抹涂料或轧光的方式，来填满纸面的纤维缝隙，让纸张变得更加平整，书写或印刷效果更好，字迹更清晰，但不管如何制造或加工，受限于成本问题，纸张在显微镜下，仍然存在很多“植物纤维缝隙”。
铅笔芯为什么能够在纸上留下痕迹？前文中大致的介绍了铅笔芯的标准、制造铅笔芯的材料，以及纸张的工艺和构造，接下来就说说“铅笔芯为什么能够在纸上留下痕迹”这件事。制造铅笔芯的主要原料是石墨，而石墨是碳材料中“最软的矿石”，它的构造“分层级”，虽然与粘土混合会破坏石墨的原子结构，但它的内部结构仍然存在，依然呈“片层结构”，再加上质地柔软，可塑性强，适合用来充当“笔芯”。
说到这里，不得不提一下石墨烯，石墨烯是从石墨中提取的“单晶二维碳材料”，被英国的两位科学家发现，两位科学家先是将石墨制成“石墨片”，然后用特殊的胶带不断重复粘上、撕开的动作，直到胶带上只剩下“单层碳原子”构成的薄片，这就是石墨烯。
而铅笔芯虽然含有粘土，但我们一样可以将其理解为“石墨薄片”，前文中提到纸张的表面并不平整，虽然厂家会对纸张的表面进行处理，但如果在显微镜下观察，纸张表面仍然是粗糙不平的，会存在很多纹理，而1mm厚度的石墨可以剥离出300万层石墨烯，当人们使用铅笔在纸张上书写文字时，实际上与科学家使用特殊胶带制备石墨烯的原理类似。因为石墨的质地柔软、可塑性强，在纸张上滑动时，铅笔芯与纸张表面产生摩擦，填满植物纤维缝隙，然后留下字迹，而后者是依靠胶带的粘力剥离石墨的“片层结构”，直到在胶带上剩下一层“单晶二维碳原子”。
所以，铅笔芯之所以能够在纸上留下痕迹，是因为制造铅笔芯的石墨材质比较软，且颗粒足够细小，再加上纸张表面存在植物纤维缝隙，人使用铅笔写字时，铅笔芯与纸张表面产生摩擦，细小的石墨、粘土混合颗粒，会填满或涂抹在这些植物纤维的缝隙或表面，留下字迹。
铅笔的铅芯主要成分是石墨和黏土。
按国家标准铅笔根据石墨浓度分为18种型号。在当前我国的标准化考试中，计算机只能识读铅芯浓度为2B的铅笔笔迹，过浓或过淡都会造成计算机识读的失败或错误。早期的铅笔含有铅，但现在人们使用的铅笔笔芯的主要成分是石墨和粘结剂，不再含铅，对人体无害。
注意事项
铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成的，石墨是鳞片状有金属光泽的固体，其中的有碳-碳化学键，层与层之间是范德华力，碳-碳化学键是很稳定的，想破坏是很困难的。人体内没有东西可以破坏碳-碳化学键，所以说石墨是无毒的。黏土具有无毒无味、安全环保、益智开发的特点，由于石墨和粘土都没有毒性，因此铅笔芯并没有毒。
但铅笔芯粉尘吸入人体，会引起呼吸道病，因此使用一定要注意。
