Grafēns ir materiāls, kas veidots no oglekļa atomiem, kuri izvietoti sešstūra struktūrā (līdzīga medus šūnai); tas ir tikai vienu atomu biezs (aptuveni 0,34 nm) divdimensiju materiāls.
Grafēns ir daudz plānāka grafīta forma; grafīts ir veidots no grafēna secīgām kārtām. Augstas kvalitātes grafēns ir izturīgs, viegls, gandrīz caurspīdīgs un lielisks siltuma un elektrības vadītājs.