グラフェンの成長技術には次のようなものがある：
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化学気相成長法（CVD）:これは、大面積で高品質の単層グラフェンを製造するための最も有望な方法の一つである。CVDでは、炭化水素ガス源が使用され、炭素の溶解度が高い金属基板（Niなど）中での炭素の拡散と偏析、あるいは炭素の溶解度が低い金属（Cuなど）中での表面吸着によって成長が起こる。特定のCVD技術であるベーパートラッピング法では、大小の石英管を使用し、CH4/H2を大管に飛ばし、Cu箔を小管に装填する。この方法では、準安定的な反応ガス分布を作り出し、炭素供給を減らすことで、大粒径のグラフェンフラワーを成長させることができる。
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液相剥離:この方法では、エネルギーを用いて溶媒内でバルクのグラファイトを剥離する。一般的には、n-メチル-2-ピロリドン（NMP）のような非水溶性溶媒や、界面活性剤を含む水溶液が用いられる。剥離のためのエネルギーは、超音波ホーンソニケーションや高せん断力から得ることができる。この方法は大量生産に適しているが、一般にCVDに比べて電気的品質が低くなる。
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炭化ケイ素（SiC）の昇華:この方法では、汚染を最小限に抑えるため、超高真空中でSiC基板を熱分解する。表面の余分な炭素が再配列して六角格子を形成し、エピタキシャルグラフェンが得られる。しかし、この方法はコストが高く、大量生産には大量のSiが必要である。
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非金属基板上への直接成長:この方法では、非金属表面上にグラフェンを直接成長させるが、非金属表面は金属表面に比べて触媒活性が弱い。これは、高温、金属アシスト触媒、プラズマエンハンスドCVDを用いることで補うことができる。この方法で製造されるグラフェンの品質はそれほど高くないが、将来の産業応用の可能性を秘めた方法と考えられている。
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2Dハイブリッド:この手法では、グラフェンを他の2次元材料とハイブリッド化し、技術的応用を向上させる。たとえば、六方晶窒化ホウ素（h-BN）膜を基板として用いれば、グラフェン FET の電流電圧特性を改善できる。これらのハイブリッドは、レイヤーバイレイヤーで材料を積層する方法と、直接成長させる方法があるが、後者の方がスケーラビリティが高く、汚染も少ない。
これらの方法にはそれぞれ利点と課題があるが、CVDは比較的費用対効果が高く、拡張性があるため、高品質で大面積のグラフェン製造に最も広く用いられている。
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