Graphene là một dạng thù hình của carbon bao gồm một lớp (đơn lớp) nguyên tử carbon được sắp xếp, liên kết chặt chẽ với nhau trong một mạng tổ ong hai chiều. Mỗi nguyên tử cacbon trong tấm graphene liên kết chặt chẽ với ba nguyên tử khác ở các góc giống hệt nhau, tạo thành một cấu trúc phẳng giống như tổ ong. Giống với kim cương – graphene là một tinh thể carbon ba chiều, nơi mọi nguyên tử được kết nối với bốn nguyên tử khác – những liên kết này mang lại một cấu trúc có độ bền cực cao.