يحدد التركيب الفريد للأنابيب النانوية الكربونية أنه يحتوي على العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة. تعد الروابط التساهمية C = C التي تشكل الأنابيب النانوية الكربونية أكثر الروابط الكيميائية ثباتًا في الطبيعة ، لذا فإن أنابيب الكربون النانوية لها خصائص ميكانيكية ممتازة للغاية. تظهر الحسابات النظرية أن أنابيب الكربون النانوية لها قوة عالية للغاية ومتانة كبيرة. تقدر القيمة النظرية أن معامل يونغ يمكن أن يصل إلى 5TPA.

الموصلية الممتازة للأنابيب النانوية الكربونية تجعلها مناسبة للطلاء المضاد للثبات ، والبوليمرات الموصلة ، والمطاط ، والدفعات الرئيسية البلاستيكية الموصلة. قوة الشد من الأنابيب النانوية الكربونية في الاتجاه المحوري هي 100 مرة من الصلب ، في حين أن الوزن هو واحد / وزن الصلب فقط. 6. يمكن استخدامه في مصفوفة البوليمر لتشكيل مواد مركبة معززة وهلم جرا.

يمكن تعديل التركيب الفريد من نوع النانو المجوفة لأنابيب الكربون النانوية ، والتي لديها توزيع مناسبة لحجم المسام ، والهيكل الفريد والمستقر والمورفولوجيا ، وخاصة خصائص السطح ، بطرق مختلفة وفقًا لاحتياجات الأشخاص ، مما يجعله مناسبًا كحركة محفز جديدة.