Grafen je sloj grafita debljine jednoga atoma i dužine do nekoliko mikrometara, dvodimenzionalna mreža ugljikovih atoma šesterokutne (heksagonalne) strukture. Zbog iznimnih mehaničkih svojstava (velike gustoće, čvrstoće, elastičnosti), velike električne vodljivosti i gotovo potpune prozirnosti može se primijeniti u izradi kompozitnih materijala, elektroničkih i logičkih sklopova, te ekrana osjetljivih na dodir (eng. touch screen) i sunčanih ćelija.
Grafen je gotovo potpuno proziran, ali je i toliko gust, da ni najmanji atomi gasa ne mogu proći kroz njega. Kao provodnik struje je jednako dobar kao i bakar. Grafen ima kao materijal izuzetno specifična svojstva. To je veliki kristal, koji je vrlo čvrst – sto puta jači od najjačeg čelika – a može se rastegnuti i do 20%.
Grafen je istovremeno i najtanji i najjači poznati materijal. Otkriće se odmah odrazilo na brojna druga područja nauka, od kvantne fizike do praktične elektronike.
