从材料科学的层面讲，石墨烯具有许多特殊而优异的性质，然后具有广泛的应用远景。在此试举几例：
    (1)石墨烯具有超高的载流子迁移率和热导率，迁移率是传统硅基材料的几十乃至几百倍。载流子迁移率关于微电子器件来说是一项极端要害的参数，若是迁移率过低，将会导致产热严峻、响应频率低下等后果。因而，由于迁移率高、导热好，石墨烯被认为是一种理想的电子器件材料。
    (2)在航天科学领域中，石墨烯能够被当做保护层掩盖在一些元件的表面，用来降低因宇宙射线激起的二次电子。
    (3)石墨烯具有极好的热稳定性和化学稳定性。石墨烯熔点高达 3652 oC，耐强酸强碱等恶劣环境，具有极好的稳定性。
    (4)石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算假如用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100 纳米)，它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于开裂。已经有科学家指出，拥有如此强度的材料，有可能成为未来“太空电梯”的首选材料。
    (5)带有纳米级的空洞石墨烯，能够用于海水淡化。在生物学研究中，让DNA长链一次经过石墨烯纳米孔，能够进行DNA测序。