石墨烯正处于大规模产业化前夕，发达国家聚焦石墨烯功能器件研发和应用，未来5至10年全球石墨烯市场将进入高速发展期。美、欧、日、韩等地区密集发布政策，扶持石墨烯功能器件研发和产业化应用。欧美企业占据全球石墨烯产业链关键环节，石墨烯制备技术，复合材料、核心电子元件等应用产品保持领先优势，亚洲石墨烯应用市场前景向好。2014年以来，全球石墨烯市场规模呈现爆发性增长；2017年，全球石墨烯市场规模达到1346万美元。
石墨烯将在散热材料、高性能计算系统(晶体管材料)、透明显示材料、超级电容器、锂电、传感器、结构材料等领域取得实际突破。届时，超级电容器、结构材料、透明显示材料、高性能计算材料将释放更大的市场空间。随着石墨烯制备技术进一步推动规模化应用，2025年全球石墨烯规模有望达到21.03亿美元。
在各国政府及企业积极投入下，石墨烯的研究进展取得突飞猛进。从全球石墨烯创新成果上来看，2010 年开始石墨烯这种世界上较薄且较坚硬的材料激起了全世界的研发热潮，专利申请数量开始持续大幅增长，2017年达到13240件，相当于2010年申请量的约28倍。由此说明自因石墨烯获得诺贝尔奖以来，石墨烯在研发层面热度不减。而中国无论是在发表论文和申请专利数量上都是较多的。
石墨烯本身具有较高的热导率，产生的热量也会很快散掉，因此石墨烯电子产品比硅具有更高的运行速率。石墨烯由于具有很好的导电性和透明性，可弯折且机械强度好，使其在柔性显示领域有着广阔的应用前景。而石墨烯的电子特性使得石墨烯对吸附到其表面上的气体分子影响明显，因此可利用石墨烯的该特性制备高灵敏度石墨烯气体传感器，用来检测。且石墨烯相较于活性炭更加适合作能量存储与转换的电极材料。
此外，石墨烯在生物医药领域的应用潜力巨大，如在药物载体、基因测序、生物传感器等方面；未来，石墨烯会在大气污染的治理与防治、水污染处理、土壤污染治理、节能环保以及海水淡化等领域具有非常广阔的应用前景。石墨烯作为很好的散热材料，可用于硅基芯片散热、LED灯散热、石墨烯导热胶、石墨烯导热复合材料等诸多领域。
由于石墨烯在能源、材料等各大领域都具有巨大的应用潜力，世界各国对石墨烯都给予了很高的关注。随着石墨烯产业化方向的逐渐清晰，目前，全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产。美国、欧盟、日本、韩国等相继发布或资助了一系列相关研究计划和项目。特别是欧盟制定了石墨烯旗舰计划，计划投入10 亿欧元。不仅如此，IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向，而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。
现阶段，各国的支持政策大多集中在石墨烯中游产业链上，欧美等发达国家前期支持政策主要集中于石墨烯基础研究和高端应用产品开发。而未来的5到10年，随着石墨烯产业化进程的加快及其展现市场价值的飙升，各国政府将进一步加大对石墨烯下游应用的政策支持，推动石墨烯产业化发展。
