石墨烯是熱導率最高的散熱材料，能滿足電子設備輕薄化趨勢。（1）石墨烯熱導率高達 5300W/mk，是石墨導熱膜的三倍，屬于超高導熱材料。石墨烯的高熱導性能來自于其聲子和電子兩方面作用：石墨烯聲子自由程高達 775nm，遠大于碳系列其他材料；同時石墨烯電子不因晶格缺陷或雜質原子發生散射，電子遷移率達到了光速的 （2）石墨烯具有碳碳 SP2 雜化而成的六邊形晶格結構，形成的大π共軛鍵非常穩定，同時兼具韌性和彈性，加工難度低且高度穩定。（3）石墨烯厚度僅有 0.35nm，遠低于石墨的 0.03mm，能滿足電子產品輕薄化的趨勢。因此在碳系列導熱材料中，石墨烯的綜合性能要優于金剛石、石墨和碳納米管等。