Graphen anses for at være det stærkeste materiale i øjeblikket på grund af de stærke bindinger og det ubrudte mønster mellem kulstofatomerne. Da ladningsbærere i grafen har en lille effektiv masse; de har attraktive elektriske og termiske egenskaber med hensyn til elektroniske anordninger. De elektriske egenskaber omfatter optisk gennemsigtighed, høj strømføringsevne og høj ladningsmobilitet eller -hastighed. De termiske egenskaber omfatter høj varmeledningsevne og høj mekanisk styrke. Grafen leder elektricitet med elektroner, der bevæger sig betydeligt hurtigere end silicium og med færre afbrydelser. Det er også en fremragende varmeleder og er ledende uafhængigt af den tilstedeværende temperatur. Den todimensionelle struktur i grafen forbedrer den elektrostatik, der er nødvendig for transistorer. I vægt er grafen stærkere end stål.
Mekanisk exfoliering fra bulkgrafit og grafitering af epitaksialt dyrkede SiC-krystaller er de to vigtigste fremstillingsteknikker, der anvendes til grafen. Den første metode indebærer skrælning af lagdelt grafit og er enkel i sin natur og i stand til at fremstille enkelte lag af grafen. Den anden metode indebærer, at SiC-krystaller udsættes for temperaturer over 1 300° C (2 350° F), hvilket resulterer i fordampning af mindre fastsiddende siliciumatomer fra overfladen.
Graphen overvejes i en række forskellige anvendelser og inden for forskellige områder. Grafen anvendes til at øge kapaciteten og opladningshastigheden i batterier. Det kan også bidrage til indirekte at øge batteriernes levetid. Graphen er ved at blive tilpasset til mange nuværende og planlagte anvendelser for kulstofnanorør. Da der er behov for mindre lysenergi for at flytte elektroner mellem lagene, forskes der i grafen til brug i solceller. Det overvejes også at blive brugt i teknologi som transistorer og gennemsigtige skærme.