Η δομή του καρβιδίου του βορίου αποτελείται κυρίως από τη σύνθετη κρυσταλλική δομή του, η οποία είναι χαρακτηριστική των βοριδίων με επίκεντρο τα εικοσάεδρα. Στην κρυσταλλική δομή του καρβιδίου του βορίου, το Β12 εικοσάεδρα σχηματίζει ρομβικές μονάδες πλέγματος γύρω από την αλυσίδα CBC στο κέντρο της μονάδας κυψέλης (διαστημική ομάδα, σταθερά πλέγματος=0.56 nm και c=1.212 nm). Όλα τα άτομα άνθρακα γεφυρώνουν τρία γειτονικά εικοσάεδρα, σχηματίζοντας ένα επίπεδο δικτύου και στοιβάζονται κατά μήκος του άξονα c για να σχηματίσουν μια πολυεπίπεδη δομή. Οι δύο βασικές δομικές μονάδες του πλέγματος είναι τα Β12 εικοσάεδρα και Β6 οκτάεδρα. 12
Η κρυσταλλική δομή του καρβιδίου του βορίου έχει ένα εξαγωνικό ρόμβο πλέγμα με 12 άτομα Β και 3 άτομα C στο μοναδιαίο κελί. Η κρυσταλλική του δομή αποτελείται από σφιχτά συνδεδεμένα 12-εικοσάεδρα ατόμου που μοιάζουν με buckyball που βρίσκονται στις κορυφές του πλέγματος του ρόμβου. Η δομή συμπληρώνεται από μια 3-γραμμική αλυσίδα ατόμου που διασχίζει τη μεγαλύτερη διαγώνιο προς την κατεύθυνση r. Το καρβίδιο του βορίου μπορεί να έχει B11C (το πλούσιο σε C B4C έχει 11 άτομα B και 1 C) ή το B12 (το πλούσιο σε B B13C2 έχει 12 άτομα B) εικοσάεδρα και γραμμικές αλυσίδες CBC.
Επιπλέον, η ρομβοεδρική δομή του καρβιδίου του βορίου περιλαμβάνει 12 εικοσαεδρικά ατομικά σμήνη, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς και έχουν μια αλυσίδα τριών ατόμων στη διαγώνιο του ρομβοέδρου. Η δωδεκαεδρική δομή του πολυβορίου βρίσκεται στις κορυφές του ρομβοέδρου. Τα άτομα βορίου και τα άτομα άνθρακα μπορούν να αντικαταστήσουν το ένα το άλλο στο εικοσάεδρο και στην ατομική αλυσίδα, που είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο το καρβίδιο του βορίου έχει τόσα πολλά ισομερή. Η πιο ευρέως αποδεκτή δομή B4C έχει ένα εικοσάεδρο B11C και μια ατομική αλυσίδα CBC.
Συνοπτικά, η κρυσταλλική δομή του καρβιδίου του βορίου είναι ένα πολύπλοκο δίκτυο που αποτελείται από βασικές δομικές μονάδες όπως τα εικοσάεδρα και τα οκτάεδρα, με υψηλή συμμετρία και σταθερότητα. Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν το καρβίδιο του βορίου να έχει καλή απόδοση σε βιομηχανικές εφαρμογές, ειδικά σε ανθεκτικά στη φθορά υλικά, απορροφητές νετρονίων στο πεδίο της πυρηνικής ενέργειας κ.λπ.