กราฟีนถูกใช้ในหลายด้านเนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความแข็งแรงสูง นำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี และมีน้ำหนักเบา จึงนิยมนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น จอแสดงผลสัมผัส อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ยังใช้ในวัสดุคอมโพสิตเพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้กับผลิตภัณฑ์ เช่น ยางรถยนต์ เรือ หรืออุปกรณ์กีฬา รวมถึงการประยุกต์ใช้ในระบบกรองน้ำขั้นสูง และเซ็นเซอร์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีหรือชีวภาพ กราฟีนยังมีศักยภาพในการใช้งานด้านการแพทย์ เช่น การส่งยาเฉพาะจุด หรืออุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยโรค โดยสามารถทำงานได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว