石墨烯是由碳原子以sp2雜化軌道形成的二維蜂窩狀結構，單層石墨烯只有一個碳原子的厚度。它是石墨的基本構成單元，可以通過機械剝離、化學氣相沉積（CVD）和液相剝離等多種方法制備。

石墨烯的發現者安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）因在石墨烯研究方面的貢獻獲得了2010年諾貝爾物理學獎。自石墨烯被發現以來，全球各地的研究機構和企業都在積極探索其應用，期望將其商業化。