石墨烯的应用分为三种，第一种属于初级应用，领域主要是消费电子类产品；第二种属于中高级应用，领域主要是超高频率发射器等器件产品；第三种属于高级应用，领域主要是芯片等。目前已知的应用领域包括电子器件、能源、环保以及金属制品的电磁防护、防腐涂料、油墨等。石墨烯由于其优异性能，堪比是材料领域的互联网，与不同材料、技术结合起来，能够形成具备特殊性能、满足特定场景的新型材料，如图“互联网+”的发展趋势，“石墨烯+”也有望成为未来材料发展的一大趋势。
在环保领域，主要是利用石墨烯巨大的比表面积、良好的吸附性能、优良的电子传输等性能，作为吸附剂不仅可以很好的吸附水中的有机溶剂、重金属等污染物，还可以起到过滤作用，污水处理、空气净化、海水漏油处理、海水淡化和水净化等领域均有应用。