显微镜下的一块石墨烯，伪色标记。每一“色块”代表一片石墨烯“单晶”。图片来源：Cornell.edu
早在2012年，因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）和他的同事就在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来。他认为作为一种材料，石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”，考虑到产业更新的巨大成本，石墨烯的好处可能不足以让它简单地取代现有的设备——它的真正前景，或许在于为它的独到特性量身定做的全新应用场合。
就目前而言，石墨烯大规模商用仍存在三大问题。首先是制备。要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯，就需要用最费时费力成本最高的方法——机械剥离法，这种方法就是用胶带粘在石墨上，手工把石墨烯剥下来。这种方法无法产业化，而且获得石墨烯的成功率也非常低。而其他的方法如液相剥离法、化学气相沉积法、直接生长法、化学氧化还原法等，尽管成本较低，产量较大，但得到的石墨烯在性能方面却大打折扣。目前真正适合大规模工业化生产的制备技术仍未出现。
其次是电化学性。石墨烯一个有前景的方向是显示设备——触屏、电子纸，但它在电子产品领域里最主要的问题，是缺乏类似半导体晶体管的“带隙”：电子导电能带和非导电能带之间的区间。这一区间决定了电流在半导体晶体管中的非对称性流动，使电路存在开、关两种状态。而石墨烯不存在这种区间，不具备逻辑电路。尽管针对这一领域的研究及方法较多，但石墨烯取代硅基晶体管，仍需时日。诺沃肖洛夫估计这个问题能在十年之内解决。
再次就是环境风险。目前较为成熟的石墨烯产品之一——“氧化石墨烯纳米颗粒”，尽管其在电子触屏等领域“前景光明”，但却对人体存在毒性。而且有研究表明，这种物质在地表水中性质稳定且极易扩散。这表明石墨烯存在潜在的环境风险。
石墨烯的发现者诺沃肖洛夫认为，目前石墨烯的应用仍然受制于材料生产，因此未来几年那些使用最低级最廉价石墨烯的产品可能会先出现，而依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。因此，如果在商业领域过度夸大石墨烯的特性，可能会导致石墨烯产业变成泡沫。
