石墨層間化合物可以分為：金屬—石墨及堿土金屬—石墨層間化合物、鹵族元素—石墨層間化合物、金屬鹵化物—石墨層間化合物和三元石墨層間化合物等4類。
（1）金屬—石墨層間化合物及堿土金屬—石墨層間化合物。堿金屬中的K、Rb、Cs的飽和組成為MC8化合物，Li的飽和組成是LiC6，但Na的飽和組成是NaC64，堿土金屬Ca、Sr、Ba和Li一樣生成MC6型化合物。在表示石墨層間化合物的結構時一般使用“階數”，如圖1所示，它表示層間化合物C8K的結構示意圖，石墨晶格間吸收鉀原子形成多種層間化合物的不同結構示意圖。層間化合物有幾階結構取決于插入什么樣的化學物質，例如已知K、Rb，CS存在1～15階的石墨層間化合物，而Ca、Sr、Ba僅生成一階化合物，而得不到高階石墨層間化合物。
（2）鹵族元素—石墨層間化合物。鹵族元素中的Br2易形成石墨層間化合物，其飽和組成為二階的C8Br，迄今尚未發現一階結構。插入Br2的石墨層間化合物在與之平衡的Br2蒸氣中穩定存在，但一旦去除溴蒸氣則容易分解形成殘留化合物。一般而言，將石墨層間化合物在空氣中放置分解而得到的物質等總稱為殘留化合物，從結構上它和原來的石墨幾乎沒有變化，但其缺陷程度增加，并可能和高階結構混合存在等等，形式各種各樣。
（3）金屬鹵化物—石墨層間化合物。由氯化鐵形成的石墨層間化合物很早即已知曉，其他許多金屬氯化物也可生成石墨層間化合物。但是能生成金屬溴化物的石墨層間化合物比較少，據報道可形成石墨層間化合物的有Al、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Cd、Au、Hg、Ti、U等的溴化物。以AsF5和SbF5為代表的較多氟化物可生成石墨層間化合物。最近由于研究工作的深入，如ZnCl2、MnCl2及NaCl等過去認為無反應物生成的鹵化物，采用特殊方法也可生成石墨層間化合物。
（4）三元石墨層間化合物。兩種以上的化學物質被插入而形成的石墨層間化合物較多，存在著兩種堿金屬、堿金屬與氫（NH3、苯）等組成的系列，兩種氯化物、氯化物與酸等相當多的組合。