石墨烯粉體在力學、電學、光學、熱學等方面具有優異的特性。在石墨烯中，碳原子之間的連接處于非常靈活的狀態。當施加機械外力時，碳原子表面會彎曲變形，不必重新排列以適應外力，從而保持結構穩定。

石墨烯粉體是人類已知強度至高的材料，比世界上強度至高的鋼高100多倍。物理學研究組選取了10~20微米的石墨烯顆粒作為研究對象。研究人員首先將這些樣品放在一個表面鉆有孔的晶體板上，孔的直徑在1~1.5微米之間。之后，他們用鉆石制成的探針對放置在小孔上的石墨烯施加壓力，測量其承載能力。發現樣品顆粒破碎前，每100 nm的至大壓力約為2.9微牛頓。根據實驗結果可以看出，要弄斷厚度為1微米的石墨烯，至少需要55牛頓的力。

1.電

石墨烯粉體具有很高的電遷移率，其導電性遠遠優于目前任何高溫超導材料。研究團隊測量了單層石墨烯分子在室溫下的電子遷移率，發現即使在含有雜質的石墨烯中，電荷的遷移率仍然可以達到10000 cm2/(vs)。目前晶體管的主要材料單晶硅的電子遷移率只有1400 cm  7 (V.s)，而高純石墨烯的電子遷移率超過單晶硅150倍以上。此外，電子遷移率幾乎不隨溫度變化。

2.光

石墨烯粉體幾乎完全透明，僅吸收約百分之2.3的可見光，透光率高達百分之97.7。光吸收與層數成正比。它在光學上等同于幾乎不相互作用的單層石墨烯(SLG)的疊加。單層的吸收光譜在300~2500 nm范圍內比較平坦，在紫外區有一個吸收峰，這是由于態密度激子運動的奇異性。

3.熱

石墨烯粉體也是一種熱穩定材料。熱導率高達5300 W/(mK)，是銅的13倍。目前，單層石墨薄片的導熱系數與薄片寬度、缺陷密度和邊緣粗糙度密切相關。沿平面方向的熱導率具有各向異性：室溫以上，熱導率隨著溫度的升高而逐漸降低。

4.化學

石墨烯粉體烯的電學性質引起了廣泛的關注，但其化學性質卻被忽略了。目前已知的化學性質如下：可以吸附和脫附各種原子和分子，如二氧化氮、氨、鉀等吸附劑作為供體或受體往往會導致載流子濃度的變化，但這些都不是新化合物。從表面化學的角度來看，石墨烯粉體的性質與石墨相似，所以化學性質可以從石墨推斷出來，石墨烯粉體化學性質的研究將成為未來幾年的研究熱點。