随着批量化出产以及大标准等难题的逐步打破，石墨烯的产业化运用步伐正在加速，基于已有的研讨效果，最早结束商业化运用的领域或许会是移动设备、航空航天、新动力电池领域。
1.基础研讨:
      石墨烯对物理学根底研讨有着特别意义，它使得一些此前只能在理论上进行证明的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量似乎是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种稀有的可用于研讨相对论量子力学的凝聚态物质--由于无质量的粒子必须以光速运动，然后必须用相对论量子力学来描绘，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研讨方向:一些原本需要在巨型粒子加速器中进行的实验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
      零能隙的半导体首要是单层石墨烯，这种电子结构会严峻影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反响活性增强的功能是由石墨烯的氢化反响和氧化反响结果显示出来的，阐明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。别的，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而产生相应的改变，其不但对载流子的浓度进行改动，一起可以掺杂不同的石墨烯。
2.传感器:
      石墨烯可以做成化学传感器，这个进程首要是通过石墨烯的表面吸附性能来结束的，根据部分学者的研讨可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯一起的二维结构使它对周围的环境十分敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有出色的灵敏性。
3.晶体管:
      石墨烯可以用来制造晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在靠近单个原子的规范上依然能稳定地作业。相比之下，现在以硅为材料的晶体管在10纳米左右的规范上就会失掉稳定性;石墨烯中电子对外场的反响速度超快这一特征，又使得由它制成的晶体管可以抵达极高的作业频率。如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的作业频率进步到了100GHz，逾越相等规范的硅晶体管。
4.柔性显示屏:
      消费电子展上可曲折屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来商场广大，作为根底材料的石墨烯远景也被看好。韩国研讨人员初度制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研讨人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，制造出了一块电视机巨细的纯石墨烯。他们表明，这是迄今为止"块头"最大的石墨烯块。随后，他们用该石墨烯块制造出了一块柔性接触屏。研讨人员表明，理论上来讲，人们可以卷起智能手机，然后像铅笔相同将其别在耳后。
5.新动力电池:
      新动力电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研发出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的本钱，这种电池有或许在夜视镜、相机等小型数码设备中运用。别的，石墨烯超级电池的成功研发，也处理了新动力汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新动力电池产业的发展。这一系列的研讨效果为石墨烯在新动力电池行业的运用铺就了路程。
6.海水淡化:
      石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要运用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水密切接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一标准的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步紧缩石墨烯薄膜中的毛细通道标准，控制孔径巨细，高效过滤海水中的盐份。
7.储氢材料:
      石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等长处，使之成为储氢材料的最佳候选者。
8.航空航天:
      由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的运用优势也是极为出色的。2014年，美国NASA开发出运用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在运用上也将发挥更重要的作用。
9.感光元件:
      以石墨烯作为感光元件质料的新型感光元件，可望透过特别结构，让感光才能比现有CMOS或CCD进步上千倍，并且损耗的动力也需本来10%。可应用在监视器与卫星成像领域中，能够应用于照相机、智能手机等。

10.复合资料:

      基于石墨烯的复合资料是石墨烯应用范畴中的重要研讨方向，其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物资料、传感资料和催化剂载体等范畴展现出了优良功能，具有宽广的应用远景。目前石墨烯复合资料的研讨首要会集在石墨烯聚合物复合资料和石墨烯基无机纳米复合资料上，而随着对石墨烯研讨的深化，石墨烯增强体在块体金属基复合资料中的应用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合物复合资料、高强度多孔陶瓷资料，增强了复合资料的许多特别功能。
11.生物:
       石墨烯被用来加快人类骨髓间充质干细胞的成骨分解 ，一起也被用来制作碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。一起石墨烯能够作为一个神经接口电极，而不会改动或破坏功能，如信号强度或疤痕安排的形成。由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯电极在体内比钨或硅电极安稳得多。 石墨烯氧化物对于按捺大肠杆菌的生长非常有用，而且不会伤害到人体细胞。