石墨粉是自然界中熔沸点最高的物质之一，熔点为3850±50℃，沸点为4500℃，而硅酸盐矿物的沸点都在2750℃（石英沸点）以下，石墨粉的沸点远高于所含杂质硅酸盐的沸点。这一特性正是高温法提纯石墨粉的理论基础。将石墨粉直接装入石墨坩埚，在通入惰性气体和氟利昂保护气体的纯化炉中加热到2300～3000℃，保持一段时间，石墨粉中的杂质会溢出，然后实现石墨粉的提纯。高温法一般选用经浮选或化学法提纯过的含碳99%以上的高碳石墨作为原材料，可将石墨粉提纯到99.99%，如通过进一步改善工艺条件，提高坩锅质量，纯度可达到99.995%以上。高温法可以出产99.99%以上的超高纯石墨，但需求质料的固定碳要在99%以上，而且设备昂贵，投资巨大，出产规模又受到限制，电炉加热技术需求严格，需隔绝空气，否则石墨在热空气中升温到450℃时就开端被氧化，温度越高，石墨粉的损失就越大。只有对石墨粉质量需求非常高的特别行业（如国防、航天等）选用高温法小批量出产高纯石墨。