石墨烯是二维晶体的纯碳，以下是它的属性：
它能够只有一个原子厚，并附有空隙。每个空洞的大小约为1纳米（1纳米等于10亿分之一米)。
它比钢铁强韧100倍。举例来说，一个一平方米的石墨烯约是一张纸厚度的千分之一。它却能支撑一只猫站在其上边。而且，它的重量还不及一粒鹰嘴豆。
它是电和热的优良导体。
它可延展，几乎是透明的，并具有良好的光学性质。
它能阻挡氦气穿过，却能让水穿过（以一个多层的石墨烯氧化膜为例)。事实上，它是很好的过滤网，能阻挡特定的一些原子，是其它的通过。
因为它非常薄并几乎没有重量，所以它可用于制造新一代的电子配件，比如用于即快又轻便的电脑，高效率太阳能板，超速手机。这些产品将会小巧，可生物降解，利于可持续发展。
目前，石墨烯还没有市场化，但是许多大公司正在试验并期望能尽快生产其相应的产品。在此有一些石墨烯的应用：
饮用水
当水分子（图中的红色和白色）、钠和氯离子（图中绿色和紫色）面对一张石墨烯（图中心处淡蓝色的），只有适当尺寸的粒子能从石墨烯的孔隙穿过，即水能通过，而盐类的钠和氯被挡住了。
Lockheed公司正在研制脱盐用的过滤器。传统的脱盐使用反渗透—咸水在泵压下流过一张膜，靠着它将水滤过，留下盐分子。此过程颇为耗电。石墨烯滤网比常规的 RO 反渗透滤网薄500倍，但坚韧1000倍。因此，在脱盐方面它使用少于百倍的能量。使用石墨烯滤网让化石能源或者核能燃料在脱盐过程中的消耗将大大降低。并且，它更便宜，这有利于为世界上目前还处于没有安全的饮用水的7亿人生产淡水。
控制污染
浙江大学的高超教授创造了世界最轻的材料—石墨烯全碳气凝胶，0.16毫克每立方厘米。这是处理污染的绝佳材料。它能吸附石油，其吸附量是自身重量900倍，将在漏油治理中发挥重要作用。
电脑
人们期待石墨烯将取代硅片。IBM和其他电脑公司正在尝试石墨烯中央处理器（CPU）。石墨烯CPU的处理频率可达100GHz（1千亿转每秒），这比以前的晶体管速度快50%.
卫星、飞机和汽车
石墨烯具有为新一代的卫星、飞机和汽车提供即轻又超坚固的复合材料的属性。在降低车体重量方面，它的优势显而易见，并因此，它能极大地降低汽车对化石燃料的使用量。
不生锈的汽车
石墨烯疏水并有很高的导电性。这两种性质的结合能使钢材避免和水接触并延迟电化学反应对铁的氧化。
建筑材料
由于其灵活的性质，石墨烯是理想的建筑材料。融入了聚合物或金属混合，石墨烯可以承重。
军械
混合了石墨烯和聚合物产生的超强纤维可用于防弹背心。
核清理
石墨烯可吸收放射性废物。少量的石墨烯氧化物结合放射性污染物转换成可抽出的团簇,使其于于清理。
石墨烯的利用还有很多，并且它有待开发的潜力无穷。200年前，Manchester见证了伴随着煤炭的工业革命兴起。今天，我们正在见证一场新的革命。毫无疑问，石墨烯是一种神奇的材料，它将改变21世纪的资源版图。
