众多科研机构、企业纷纷进入，但国内外差异显著。
据不完全统计，全球有近300家公司涉足石墨烯研究，包括IBM、英特尔、美国晟碟、陶氏化学、通用、杜邦等。国外高校和企业掌握了大量核心专利，在石墨烯产业化进程中扮演着重要角色。韩国三星、美国IBM、韩国成均馆大学、韩国科学技术研究所、日本东芝公司、美国赖斯大学等具有较高的影响力。国内相关研究主要集中在高校和中科院，有80多所一流大学和研究机构涉足石墨烯，但在企业层面只有深圳鸿海具有一定优势，且专利数量远远落后于三星、IBM等国外企业，石墨烯研发过程中企业的主体作用亟待进一步加强。另一方面，国内研究多集中于bottom-up方法制备、在锂离子电池电极中的应用、石墨烯复合材料方面，在半导体器件方面实力弱，产业布局亟待进一步优化。
石墨烯技术突飞猛进，世界各国加快专利布局。
2010年后，全球石墨烯相关论文和专利数量呈井喷式增长。根据切萨布鲁夫技术生命周期理论，石墨烯产业仍处于技术成长期，且技术演化趋势正由石墨烯制备工艺向具体应用领域转变。从1991年开始至今，全球共发表石墨烯相关SCI论文137690篇。其中，中国、美国、韩国和日本发表论文数量位居全球前四名，占比分别是34.2%、18.9%、7.5%和5.4%。
从1994年开始至今，全球共有12518件石墨烯相关专利。从技术原创国专利申请数量看，中国、韩国、美国、日本申请的专利量位居全球前四，占比分别是50%、14%、6%和6%，中国石墨烯相关专利量具有绝对优势。从目标申请国专利申请量看，中国是专利布局的重点，其后依次是美国、韩国、WO、日本和欧专局。从各原创国的技术申请范围看，韩国、美国和日本都在积极进行专利全球布局，但我国专利海外布局薄弱，亟待进一步加强。
从石墨烯专利技术申请领域看，2013年之前，石墨烯相关研究主要集中在制备领域，2011年至2013年间制备技术专利占石墨烯专利申请比例达38%。随着制备技术的完善与成熟，石墨烯专利申请不断向下游应用拓展，并开拓出新的领域。2013年至2015年间，全球新增大量关于复合纤维、涂层、功能薄膜、水处理等新兴领域的石墨烯技术专利申请，其中关于石墨烯基复合材料的专利申请几乎翻番，而制备技术专利的申请比例降至约29%。
