El grafeno es un semimetal con una pequeña superposición entre las bandas de valencia y de conducción (material con banda prohibida cero). Es un alótropo (forma) de carbono que consta de una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Es el elemento estructural básico de muchos otros alótropos del carbono, como el grafito, el diamante, el carbón, los nanotubos de carbono y los fullerenos. Puede considerarse como una molécula aromática de tamaño indefinido, el último caso de la familia de los hidrocarburos aromáticos policíclicos planos. El grafeno tiene muchas propiedades poco comunes. Es el material más resistente jamás probado, conduce eficientemente el calor y la electricidad y es casi transparente. El grafeno muestra un diamagnetismo grande y no lineal, mayor que el del grafito, y puede levitar mediante imanes de neodimio.