近年来,石墨烯作为一种新型碳材料由于具备一系列优异的光、电及力学性能而引起广泛研究兴趣。将二维石墨烯纳米片整合到宏观组装体中有利于发挥相比单独纳米片更加优越的集合性能,从而拓展石墨烯材料在纳米电子器件、传感、催化和能量存储等领域的应用前景。氧化石墨烯是一种重要的石墨烯化学衍生物,其表面含有大量的含氧基团而使其一方面易于分散在极性溶剂,特别是水中,另一方面,易与客体纳米粒子或有机基团发生作用,这些优点使其成为理想的构筑宏观组装体的结构单元。在这里,我们介绍了用简单、廉价方法大量制备不同维度石墨烯宏观组装体的研究进展,包括一维纤维、二维薄膜/纸和三维凝胶,并且展现了其在能量存储、催化和水处理方面的应用前景。这类功能材料由于其巨大的应用潜力而将受到越来越广泛的关注。