本发明公开了一种对机械剥离石墨烯表面进行原子级清洁处理的方法，该方法是将机械剥离得到的石墨烯结合于目标基底上，然后将结合有石墨烯的目标基底浸泡于有机溶剂四氢呋喃、甲苯、丁酮或乙酸乙酯的至少一种之中，溶解石墨烯表面的残胶，得到具有原子级清洁表面的石墨烯。本发明是在室温下进行操作，溶解表面残胶的同时，不引入额外的缺陷，极大地保持了石墨烯的初始性能，得到高质量的石墨烯；所述方法能循环使用有机溶剂，节约能源，是一种对环境污染小，而且满足制备石墨烯场效应晶体管所需表面干净石墨烯的方法。