Ołówki wykonywane są z grafitu i kaolinu, im większa ilość pierwszego z materiałów – tym ołówek jest twardszy. Stopień twardości ołówków oznaczony jest literą H (z ang. hardness – twardość). Stosuje się 10-stopniową skalę, w której 10 H to ołówek najtwardszy, a H to najbardziej miękki z twardych.
Ołówki twarde, bardzo twarde wyróżnia jasny odcień kreski. Najczęściej używane są do wykonywania rysunków technicznych, przy projektach, w których potrzebne jest narysowanie cienkich linii. Sprawdzają się jako ołówki do szkicowania czy rysowania konturów.
Zaletą twardych ołówków jest to, że mniej się tępią i zużywają znacznie wolniej w porównaniu do innych ołówków.