Το γραφένιο αποτελείται από άτομα άνθρακα επενδεδυμένα στενά σε εξαγωνικό δικτυωτό πλέγμα κηρήθρας μονής στρώσης δισδιάστατης επίπεδης δομής, ήταν η βασική δομή των φουλλερενίων, των νανοσωλήνων άνθρακα και του γραφίτη, γι 'αυτό ονομάζεται μητέρα των υλικών άνθρακα