石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形），石墨属于导电体，并且是其中一种z 软的矿物，它的用途包括铅笔芯、耐火材料、导电材料、润滑材料、碳素制造、防辐射材料等。
石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有 一根头发丝那么厚，是已知材料中z薄的一种，还非常牢固坚硬，室温下传递电子的速度比已知导体都快。作为目前自然界中发现的z薄、强度z大、 导电导热性能z强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之W”。
1.显微镜法
用扫描电子显微镜（SEM）或者 原子力显微镜（AFM）来表征表面形态、厚度、层的均匀性、畴生长等。
2.光谱法
1）拉曼光谱——鉴定石墨烯片并获得层数信息
2）红外光谱——评估官能团的存在
3）紫外-可见光谱——帮助评估氧化石墨烯和还原石墨烯的区别
4）X射线衍射（X射线粉末衍射）——用于分析结晶相
5）光电子能谱（X射线光电子能谱）——分析表面化学构成和键合。
6）核磁55共振——获取结构信息，如sp 2和sp 3碳信息。
7）动态光散射（动态光散射和光子关联光谱学）——用于尺寸表征或测量流体尺寸和亚微米颗粒。
8）DPI（双偏振干涉测量技术）——帮助表征氧化石墨表面与其他分子的表面相互作用。
3.力学性能测试
杨氏模量、泊松比、膨胀试验、表面张力（石墨烯膜的松弛和自紧）、石墨烯膜的气体透过率。
4.热性能和热效应分析
热导性、热重分析（TGA）和热稳定性。