1、化合物：石墨烯與氫鍵合能夠形成石墨烯的氫化物，從而表現出不同的電子結構和晶體形態。

2、生物相容性：羧基離子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能團，從而大幅度提高材料的細胞和生物反應活性。

3、氧化性：可與活潑金屬反應。石墨烯氧化物是通過氧化石墨得到的層狀材料，體相石墨經發煙濃酸溶液處理后，石墨烯層被氧化成親水的石墨烯氧化物，石墨層間距由氧化前的3、35?增加到7~10?，經加熱或在水中超聲剝離過程很容易形成分離的石墨烯氧化物片層結構。

4、還原性：可在空氣中或是被氧化氧化性酸氧化，通過該方法可以將石墨烯裁成小碎片。

5、加成反應：利用石墨烯上的雙鍵，可以通過加成反應，加入需要的基團。

6、穩定性：石墨烯的結構非常穩定，碳碳鍵僅為1、42。石墨烯內部的碳原子之間的連接很柔韌，當施加外力于石墨烯時，碳原子面會彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應外力，從而保持結構穩定。