天然石墨电极是以天然石墨为首要材料出产的电极，天然石墨是一种导电性很好的非金属矿藏，经过精选的天然石墨其灰分含量可以降低到5％以下。天然石墨加上煤沥青经过混捏、成型、焙烧和机械加工即可制得天然石墨电极材料，其电阻率一般为15-20ps2-m，比用石油焦为材料出产的人造石墨电极的电阻率高出1倍左右，并且其机械强度较低，在运用中简单折断，所以20世纪60年代往后世界上很少出产和运用天然右墨电极材料。
       炭电极材料为运用炭质材料经成型、焙烧和机械加工制成的导电电极，曾称炭电极材料。典型的炭电极运用优质无烟煤为骨料、冶金焦为粉料、煤沥青为粘结剂制成。广义的炭电极包括焙烧后不经石墨化的各种电极，如以天然石墨为材料出产的天然石墨电极，用石墨碎（石墨电极的废品或切削碎屑）为材料制造的再生电极。20世纪初电弧炼钢炉首要运用炭电极或天然石墨电极，1910年往后，以石油焦为首要材料并经石墨化高温处理的石墨电极产值不断添加，而石墨电极的物理化学功能优于炭电极及天然石墨电极，因而电弧炼钢炉逐步改用石墨电极，以无烟煤和冶金焦或天然石墨为材料出产的炭电极材料产值日益减少，目前只有少数国家还出产少数以无烟煤和冶金焦为材料的炭电极，用于出产铁合金、黄磷等产品的埋弧电炉中，由于埋弧电炉容许经过电极的电流密度比较低，炭电极的直径都比较大，德国、俄罗斯等国家出产的炭电极直径多为500-900mm，炭电极的价格（按重量核算一般不到石墨电极的半。