炭素原子間の強い結合と切れ目のないパターンにより、グラフェンは現在最も強い物質と考えられている。 グラフェン中の電荷キャリアは有効質量が小さいため、電子デバイスに関して魅力的な電気的および熱的特性を有している。 電気的特性としては、光学的透明性、高い通電能力、高いキャリア移動度または速度が挙げられる。 熱的特性としては、高い熱伝導性、高い機械的強度が挙げられる。 グラフェンは、シリコンよりも電子の移動速度が格段に速く、途切れが少ないため、電気を通すことができる。 また、熱伝導性にも優れ、存在する温度に関係なく伝導する。 グラフェンの2次元構造は、トランジスタに必要な静電容量を向上させる。 重量比で、グラフェンは鉄よりも強い。
グラフェンの製造技術としては、バルク・グラファイトからの機械的剥離とエピタキシャル成長させたSiC結晶のグラファイト化が主に用いられている。 最初の方法は、層状グラファイトを剥離するもので、性質が単純であり、単層のグラフェンを製造することが可能である。 もう1つは、SiC結晶を2,350°F（1,300°C）以上の高温に晒して、表面からあまり強固に保持されていないシリコン原子を蒸発させる方法である。 グラフェンは、電池の容量や充電速度を高めるために使用される。 また、間接的に電池の寿命を延ばすことにも役立つ。 グラフェンは、カーボンナノチューブの現在および計画中の多くの用途に適応されつつある。 電子が層間を移動するのに必要な光エネルギーが少なくて済むため、グラフェンは太陽電池への応用が研究されている。 また、トランジスタや透明スクリーンなどの技術への応用も検討されている
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