W dużych organizacjach realizację zlecanych przez klientów zadań można przedstawić w postaci grafów, dzięki czemu możliwe jest zwiększenie wydajności: wierzchołki mogą reprezentować pracowników, a krawędzie grafu – przepływ zadań. Za pomocą związanych z grafami pojęć można opisywać też m.in. rysunki obwodów, schematy blokowe, ponieważ przedstawiają one połączenia lub relacje, zachodzące między różnymi fragmentami wykresu.
Drzewa grafowe przydatne są w praktycznej reprezentacji różnego rodzaju hierarchii. Mistrzostwa sportowe czy drzewo genealogiczne mogą być w przejrzysty sposób opisane przez drzewa binarne. Do tworzenia kodów Huffmana można wykorzystać drzewa binarne z wagami. Idea działania danego niedeterministycznego automatu skończonego może być w przejrzysty sposób pokazana przez odpowiedni graf.
Wzrasta również znaczenie i wykorzystanie teorii grafów w dziedzinach takich, jak chemia, lingwistyka, geografia, architektura i inne.
Definicje thumb|Graf nieskierowany thumb|Graf skierowany thumb|Graf z wagami thumb|Multigraf Różni autorzy stosują bardzo odmienne sposoby definiowania i oznaczania elementów grafu.