Ключовата разлика между графен и въглеродни влакна е, че графенът има дебелина на слоя от единичен въглероден атом, докато въглеродните влакна имат дебелина от микрометър.
Както графенът, така и въглеродните влакна са въглеродсъдържащи вещества. Графенът съдържа само въглеродни атоми, докато въглеродните влакна съдържат предимно въглерод заедно с някои други елементи като кислород и азот. Друга важна разлика между графен и въглеродни влакна е в начина, по който въглеродните листове се блокират в тези вещества. И двата вида обаче съдържат въглерод, подреден по един и същ правилен шестоъгълен модел.
