石墨烯是人类已知强度最高的材料，莫氏硬度甚至比砖石更硬，也是最薄的材料，只有一个碳原子的厚度。它的导电度超高，散热效果又好，同时又是几乎完全透明的。光看这些特性，产业界似乎找到一个很完美的材料，因此石墨烯也被视为是未来的超级材料，被认为有可能为电子技术和其他技术带来革命性的发展，可以在应用在许多的领域。被认为有可能为电子技术和其他技术带来革命性的发展。

因为石墨烯高导电和高导热等等特性，可以被加入不同的材料中，来增强原有的特色。因此使用在很多复合材料中。像现在手机是每个人人手必备的设备之一，我们对手机的功能要求愈来愈高，又要屏幕大，解析度高，GPS、蓝牙、WiFi都要开，因此在手机的散热和电池的容量上，要求也愈来愈严格。但手机的体积很小，没法像笔电一样加装个风扇来散热，所以在手机背后都会贴上散热膜。最早使用铜来导热，现在高阶手机用的是人工石墨的材质来散热，但人工石墨效果好价格也贵；如果能在铜上贴一片石墨烯，就能有效的提高散热的效果，而价格也不如人工石墨那么贵，这是石墨烯的应用之一。也有将石墨烯应用于电池中，比如三星的石墨烯电池充电速度快5倍，储电多45%。除了电子产品外，石墨烯加到轮胎和鞋子中，可以提高轮胎和鞋子的抗磨损程度，或把石墨烯加入碳纤维中，可以强化碳纤维的硬度；甚至也可以把石墨烯变成油漆的涂料，让它的应用范围更广泛。

而石墨烯的高透明度和低阻抗，可以让使用石墨烯材料的太阳能电池转化率更高，或是把石墨烯应用在超级电容的电极涂层，可以提高电容量和循环寿命。

石墨烯出现的时间不算长，但它的特性让各界都对都有很大的想像，也已经应用在多个领域上。不过目前缺少杀手级的应用，让它始终处于一个配角的角色。不过因为石墨烯的材料特性让许多人对它寄予厚望，也希望现在正在进行中的各项研究，能让石墨烯有突破性的发展。