石墨烯的加工方法主要包括製備石墨烯、成型石墨烯和處理石墨烯表面這幾個步驟。
製備石墨烯的方法有化學氣相沉積法、化學還原法、機械剝離法、雷射還原法、SiC或金屬單晶表面外延生長法、化學氧化剝離法、插層剝離法等，其中化學氣相沉積法和化學還原法為主流方法。例如化學氣相沉積法是在高溫下將含碳化合物（如甲烷）裂解，使碳原子在金屬基體表面形成石墨烯。
成型石墨烯的方法包括剝離法、化學剝離法、沉積法等，其中剝離法因其成本低、效率高和易於控制形狀而成為製備大面積、厚度單一石墨烯的主要手段。
表面處理石墨烯的方法有離子注入、電漿處理、化學修飾等，這些方法可以有效地改變石墨烯表面的化學狀態和形態結構，產生多種新的物理化學性能。