石墨烯本身是無毒的，但是石墨烯中的雜質以及制造過程產生的其他物質是有害的。它是碳原子有序排列的單層純凈物，是已知材料中最薄的一種，它存在于自然界，但是很難剝離出單層結構。

石墨烯本身就是碳材料，它的化學性質和石墨很像。石墨烯在制程中會產生一些問題，由化學或者機械剝離方式分離碳薄層，會形成吸入暴露的干燥粉末。小塊的鋒利的石墨烯很容易被分解，與人類的細胞接觸會切開它導致被吸收，從而無法排除體外比較嚴重。

石墨烯在制造的過程中產生的其他產品對環境的傷害很嚴重，這種物質不小心流入湖中或者河中，就會對動植物以及人類造成危害。

石墨和石墨烯廣泛應用于電池電極材料以及半導體器件等方面。因為它的高導電、高強度以及超輕薄等特性，因此它在航天軍工方面的優勢是很突出的。石墨烯在生物方面也有很大助力，可以用來加速人類骨髓間充質干細胞的成骨分化，石墨烯的氧化物還可以有效抑制大腸桿菌的生長，并且對人體細胞不會有損害。