1、化合物：石墨烯与氢键合能够形成石墨烯的氢化物，从而表现出不同的电子结构和晶体形态。

2、生物相容性：羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。

3、氧化性：可与活泼金属反应。石墨烯氧化物是通过氧化石墨得到的层状材料，体相石墨经发烟浓酸溶液处理后，石墨烯层被氧化成亲水的石墨烯氧化物，石墨层间距由氧化前的3、35Å增加到7~10Å，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。

4、还原性：可在空气中或是被氧化氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。

5、加成反应：利用石墨烯上的双键，可以通过加成反应，加入需要的基团。

6、稳定性：石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1、42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。