石墨烯分為兩種，壹種是石墨烯粉末，另壹種是石墨烯薄膜。用於提取的是石墨烯粉末。提取石墨烯粉末的方法有多種。目前，石墨烯的制備方法主要有機械剝離法、溶劑剝離法、氣相沈積法（CVD）、碳化矽外延生長法和去還原法。石墨烯有許多衍生物，其中Go是最著名的。石墨烯表面富含大量的含氧官能團，因此不僅容易被化學修飾，在生物醫學、能源環境和分離分析方面具有更廣泛的潛力。由於片狀物之間的強相互作用，去很容易積累和聚集，所以它的低比表面積也限制了它在許多領域的應用能力。
石墨烯是目前世界上最薄但最強的納米材料。它幾乎完全透明，只吸收2.3%的光線。其導熱性能高達5300W/m，高於碳納米管和鉆石。室溫下電子遷移率超過15000cm2/Vs，高於碳納米管或矽晶體，而電阻率只有約10-8Ω/m，低於銅或銀，為世界上電阻率最低的材料。
在線超高速高剪切均質機在強大的機械液壓剪切、高速沖擊剝離、離心擠壓壓力、液層摩擦和空化等綜合作用下，對石墨材料進行剝離制備石墨烯。石墨層之間產生水平位錯和晶面滑動運動，從而使石墨快速剝離，經過高頻循環得到穩定的石墨烯。
在高分辨率的顯微鏡下，石墨烯是壹種由六邊形、蜂窩狀晶格組成的二維碳納米材料。盡管石墨烯如此之薄，但它卻非常堅固。首先，石墨烯的機械強度是鋼的100倍。其次，單層石墨烯幾乎是透明的，在室溫下的電導率比任何已知的材料都高得多，因此有可能在石墨烯表面創造出微納米設備。更重要的是，它是人類已知的第壹個真正的二維材料，它的發現為人類了解二維世界打開了大門。