石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。

发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地重复这样操作，于是薄片就越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。