Té característiques de semiconductor i presenta un comportament poc usual, tant a nivell electrònic com a nivell mecànic, cosa que ha generat grans expectatives pel que fa al seu ús en diferents aplicacions, principalment en el camp de la nanotecnologia. Des del punt de vista electrònic, el grafè permet el flux d’electrons a velocitats cent cops superiors a les del silici, considerat fins fa poc com el més versàtil dels superconductors; això, juntament a la seva enorme resistència i flexibilitat, ha de permetre la fabricació de transistors capaços de funcionar a alta velocitat i de materials més resistents que l’acer, menys pesats i més flexibles. L’any 2009, l’Institut Tecnològic de Massachusetts anuncià la fabricació d’un multiplicador, aleshores en fase experimental, capaç de generar altes freqüències de l’ordre de 500 a 1 000 GHz. Tot i no haver estat aïllat en forma de làmina fins l’any 2004 a la Universitat de Manchester, el grafè ja havia estat observat com a constituent de les parets dels nanotubs de carboni i dels fullerens la dècada de 1990.
El terme grafè fou proposat per Hanns-Peter Boehm el 1962 quan va descriure la seva estructura laminar. El premi Nobel de física del 2010 fou atorgat a A. Geim i K. Novoselov pel seu innovador treball sobre el grafè. L’any 2009, l’Institut Tecnològic de Massachusetts anuncià la fabricació d’un multiplicador de freqüència experimental. L’any 2011, l’empresa IBM anuncià la creació del primer circuit integrat basat en grafè, un mesclador d’RF de banda ampla capaç de treballar a 10 GHz.