石墨烯的表徵方法可以分為幾類，具體包括：
圖像類。主要包括光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)。光學顯微鏡可以快速簡便地表徵石墨烯的層數，利用單層石墨烯與SiO2層間的乾涉效應進行觀測。SEM和AFM則提供更高解析度的形貌和結構信息，AFM尤其適合觀察單層石墨烯的原子結構。
圖譜類。包括拉曼光譜(Raman)、紅外光譜(IR)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外光譜(UV)和X射線衍射(XRD)。拉曼光譜和紅外光譜是研究石墨烯結構、化學鍵合狀態和層數的常用技術。XPS可用於分析石墨烯的化學組成和電子態。XRD則常用於分析石墨烯的層間距和堆疊方式。
特定性質表徵。例如利用石墨烯的高導電性、超大比表面積和超高強度等特性進行相應的測試和分析。
這些方法從不同角度提供了石墨烯的詳細信息，包括結構、化學組成、物理性質等，有助於全面理解石墨烯的特性。