O objetivo deste artigo de revisão é fornecer uma visão geral das ferramentas quimiométricas, abrangendo a aplicação de planejamentos fatoriais completos, fatoriais fracionários e outros planejamentos de primeira ordem na triagem de variáveis envolvidas na preparação e aplicação de materiais à base de carbono. Os planejamentos de triagem são ferramentas poderosas em ambos os processos, pois permitem investigar e analisar os efeitos de diversas variáveis sobre a(s) resposta(s) selecionada(s). Com base nas variáveis mais significativas resultantes desses planejamentos, os planejamentos de segunda ordem (composto central, Doehlert, Box-Behnken, etc.) podem ser usados para otimizar o desempenho por meio da análise da superfície de resposta ou da aplicação de funções matemáticas (por exemplo, função de desejabilidade). Esta revisão concentra-se em planejamentos de otimização para o estudo de processos experimentais envolvendo materiais à base de carbono. Além disso, é apresentada uma discussão relevante sobre a teoria que fundamenta cada uma das técnicas de planejamento e otimização, o que pode contribuir e facilitar a escolha do experimentador por um ou outro método específico de planejamento e otimização.