因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
石墨烯目前最有潛力的應用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。據相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍。
另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。
石墨烯具有很強的化學敏感性，可以制成高效探測器等。涂有石墨烯的傳感器可以檢測到含有用于炸藥、氨等化學物質的低濃度的蒸汽。
石墨烯的這些特性注定要給諸多產業帶來翻天覆地的變化。但是我們普通人最關心的還是石墨烯可能會給我們的生活帶來什么樣的便捷。雖然現在仍有制備上的困難和成本限制等問題，但已經有一些優秀研究成果問世，展現了極佳的研發前景。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯，就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研制出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料，用于制造汽車、飛機和衛星。
中國的科研人員發現細菌的細胞在石墨烯的紙上無法生長，而人類細胞則不會受損。利用這一點可以利用它來做繃帶、食品包裝甚至抗菌T恤衫。
針對將石墨烯的強度和韌性， 微軟創始人比爾˙蓋茨的“比爾和梅琳達蓋茨基金會”早前制定出“新世代安全套”計劃，將提供10萬美元贊助款給英國曼徹斯特大學，以研發更薄更堅韌的安全套。
西班牙Graphenano公司同科爾瓦多大學合作研究出首例石墨烯聚合材料電池，其儲電量是目前市場最好產品的三倍，用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而其充電時間不到8分鐘。最重要的是其成本將比鋰電池低77%，消費者完全可承受。
一直以來，石墨烯都是科研人員眼中的寵兒。近日，一個由美韓研究人員組成的聯合小組報告稱他們將小片石墨烯連接到金屬電極上，懸空于基底材料上方并加載一定的電流使其加熱，制成了只有一層原子的世界最薄電燈泡，或將制成最薄的顯示器。
南開大學的一個聯合科研團隊通過3年的研究，獲得一種光照即可移動的特殊石墨烯材料。據悉，這是迄今為止科學界第一次用光推動一個宏觀物體并實現的宏觀驅動。介紹這一成果的論文一經發表就迅速引起了國際科學界關注。
像石墨烯這種具有革命性的新材料的發展，需要長期的資本投入，以創建完整的價值鏈和實現與終端市場應用領域的有效對接。隨著科技的進步，石墨烯制備和應用的產業化浪潮必將在全球范圍內展開。
