石墨烯正處于大規模產業化前夕，發達國家聚焦石墨烯功能器件研發和應用，未來5至10年全球石墨烯市場將進入高速發展期。美、歐、日、韓等地區密集發布政策，扶持石墨烯功能器件研發和產業化應用。歐美企業占據全球石墨烯產業鏈關鍵環節，石墨烯制備技術，復合材料、核心電子元件等應用產品保持領先優勢，亞洲石墨烯應用市場前景向好。2014年以來，全球石墨烯市場規模呈現爆發性增長；2017年，全球石墨烯市場規模達到1346萬美元。
石墨烯將在散熱材料、高性能計算系統(晶體管材料)、透明顯示材料、超級電容器、鋰電、傳感器、結構材料等領域取得實際突破。屆時，超級電容器、結構材料、透明顯示材料、高性能計算材料將釋放更大的市場空間。隨著石墨烯制備技術進一步推動規模化應用，2025年全球石墨烯規模有望達到21.03億美元。
在各國政府及企業積極投入下，石墨烯的研究進展取得突飛猛進。從全球石墨烯創新成果上來看，2010 年開始石墨烯這種世界上較薄且較堅硬的材料激起了全世界的研發熱潮，專利申請數量開始持續大幅增長，2017年達到13240件，相當于2010年申請量的約28倍。由此說明自因石墨烯獲得諾貝爾獎以來，石墨烯在研發層面熱度不減。而中國無論是在發表論文和申請專利數量上都是較多的。
石墨烯本身具有較高的熱導率，產生的熱量也會很快散掉，因此石墨烯電子產品比硅具有更高的運行速率。石墨烯由于具有很好的導電性和透明性，可彎折且機械強度好，使其在柔性顯示領域有著廣闊的應用前景。而石墨烯的電子特性使得石墨烯對吸附到其表面上的氣體分子影響明顯，因此可利用石墨烯的該特性制備高靈敏度石墨烯氣體傳感器，用來檢測。且石墨烯相較于活性炭更加適合作能量存儲與轉換的電極材料。
此外，石墨烯在生物醫藥領域的應用潛力巨大，如在藥物載體、基因測序、生物傳感器等方面；未來，石墨烯會在大氣污染的治理與防治、水污染處理、土壤污染治理、節能環保以及海水淡化等領域具有非常廣闊的應用前景。石墨烯作為很好的散熱材料，可用于硅基芯片散熱、LED燈散熱、石墨烯導熱膠、石墨烯導熱復合材料等諸多領域。
由于石墨烯在能源、材料等各大領域都具有巨大的應用潛力，世界各國對石墨烯都給予了很高的關注。隨著石墨烯產業化方向的逐漸清晰，目前，全球已有80多個國家投入石墨烯的研發、生產。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發布或資助了一系列相關研究計劃和項目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計劃，計劃投入10 億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學、三星等國際知名跨國企業紛紛將石墨烯及其應用技術作為長期戰略發展方向，而且還涌現出了大批專門從事石墨烯研發、生產和應用的機構和企業。
現階段，各國的支持政策大多集中在石墨烯中游產業鏈上，歐美等發達國家前期支持政策主要集中于石墨烯基礎研究和高端應用產品開發。而未來的5到10年，隨著石墨烯產業化進程的加快及其展現市場價值的飆升，各國政府將進一步加大對石墨烯下游應用的政策支持，推動石墨烯產業化發展。
