본 발명은 열전 특성을 갖는 3차원 그래핀 나노-네트워크로서, 상기 3차원 그래핀 나노-네트워크의 열전 특성에 따른 에너지 변환 효율이 수학식 1에 의해 계산된 성능지수(ZT)로 표시되고, 상기 성능지수가 3 이상인, 열전 특성을 갖는 3차원 그래핀 나노-네트워크 및 상기 3차원 그래핀 나노-네트워크를 열전 재료로 이용하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 열전 특성을 갖는 3차원 그래핀 나노-네트워크는 낮은 열 전도도를 가지면서도 높은 전기 전도도를 가지므로 높은 열전 효율을 나타낼 수 있으며, 또한 본 발명에 따른 3차원 그래핀 나노-네트워크를 열전 재료로 이용하는 방법은 열전 재료의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.