A szénatomok közötti erős kötéseknek és a szénatomok közötti töretlen mintázatnak köszönhetően a grafént jelenleg a legerősebb anyagnak tartják. Mivel a grafénben lévő töltéshordozóknak kicsi az effektív tömege; az elektronikus eszközök tekintetében vonzó elektromos és termikus tulajdonságokkal rendelkeznek. Az elektromos tulajdonságok közé tartozik az optikai átlátszóság, a nagy áramerősség és a nagy hordozómozgékonyság vagy -sebesség. A termikus tulajdonságok közé tartozik a nagy hővezető képesség és a nagy mechanikai szilárdság. A grafén úgy vezeti az áramot, hogy az elektronok lényegesen gyorsabban mozognak, mint a szilícium, kevesebb megszakítással. Emellett kiváló hővezető, és a jelen lévő hőmérséklettől függetlenül vezetőképes. A grafén kétdimenziós szerkezete javítja a tranzisztorokhoz szükséges elektrosztatikát. A grafén súlyát tekintve erősebb, mint az acél.
A grafén két fő előállítási technikája az ömlesztett grafitból történő mechanikai hámlasztás és az epitaxiálisan növesztett SiC-kristályok grafitizálása. Az első módszer a réteges grafit hámozását jelenti, egyszerű természetű, és egyetlen grafénréteg előállítására alkalmas. A második módszer során a SiC-kristályokat 2350° F (1300° C) feletti hőmérsékletnek teszik ki, ami a kevésbé szorosan tartott szilíciumatomok elpárolgását eredményezi a felületről.
A grafént számos alkalmazásban és különböző területeken vizsgálják. A grafént az akkumulátorok kapacitásának és töltési sebességének növelésére használják. Közvetve az akkumulátorok élettartamának növelésében is segíthet. A grafént a szén nanocsövek számos jelenlegi és tervezett alkalmazásához igazítják. Mivel az elektronok rétegek közötti mozgásához kevesebb fényenergia szükséges, a grafén napelemekben való felhasználását kutatják. Olyan technológiákban való felhasználását is fontolóra veszik, mint a tranzisztorok és az átlátszó képernyők.