在加热的作用下，石墨片层迅速膨胀，不同的片层像手风琴一样展开。根据材料的不同，膨胀可以在180°C时开始，膨胀过程瞬间发生且迅速完成。如果膨胀过程不施加以外力，其膨胀后的体积可达到原始体积的数百倍。

加热后膨胀的体积取决于过程中的温度。作为膨胀过程的一部分，石墨层与层剥离开来。相比于原始的石墨材料，膨胀石墨材料具有非常低的堆积密度和显著更高的比表面积，这决定了该产品可以作为电池，塑料和陶瓷的导电填料。