由于石墨烯具有優(yōu)異的導電性、導熱性和結構穩(wěn)定性等性能，并具有改性擔載金屬催化劑的作用，使得石墨烯基催化劑擁有了許多特殊的催化活性。

為了得到高比容超級電容器，一些研究組設計合成了多種石墨烯復合材料，并將其應用于電極材料，如：聚苯胺/石墨烯、MnO₂/石墨烯等。但是石墨烯易發(fā)生團聚而不能有效利用，這也是石墨烯在電化學領域廣泛應用的一個難題。

石墨烯的部分雙鍵被氧化以后轉化為石墨烯氧化物，其所攜帶的羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等親水性官能團，讓石墨烯氧化物可以在水溶液或生理溶液中穩(wěn)定存在，具有較高的水溶性，有望像溶液一樣適應于靜脈注射；另外，石墨烯還具備低毒性、比表面積大等特點，在藥物載體中有潛在的應用價值。目前石墨烯復合材料在生物醫(yī)藥領域的應用存在載藥種類少和治愈范圍小等缺點，其負載抗癌藥物主要為鹽酸阿霉素、三苯氧胺檸檬酸鹽和喜樹堿類等，未來可將石墨烯復合物應用于蛋白和基因藥物靶向運輸和治療等更深層次方面。