Hiilinanoputkien ainutlaatuinen rakenne määrittää, että sillä on monia erityisiä fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.Hiilinanoputkia muodostavat C = C kovalenttiset sidokset ovat luonnon vakaimpia kemiallisia sidoksia, joten hiilinanoputkilla on erittäin erinomaiset mekaaniset ominaisuudet.Teoreettiset laskelmat osoittavat, että hiilinanoputkilla on erittäin suuri lujuus ja suuri sitkeys.Teoreettinen arvo arvioi, että Youngin moduuli voi olla 5TPa.

Hiilinanoputkien erinomainen johtavuus tekee siitä sopivan antistaattisiin pinnoitteisiin, johtaviin polymeereihin, kumeihin ja sähköä johtaviin muovisiin perusseoksiin.Hiilinanoputkien vetolujuus aksiaalisessa suunnassa on 100 kertaa teräksen paino, kun taas paino on vain 1 / teräksen paino.6. Sitä voidaan käyttää polymeerimatriisissa vahvistettujen komposiittimateriaalien muodostamiseen ja niin edelleen.

Hiilinanoputkien ainutlaatuinen nano-ontto rakenne, jolla on sopiva huokoskokojakauma, ainutlaatuinen ja vakaa rakenne ja morfologia, erityisesti pintaominaisuudet, voidaan muokata eri menetelmillä ihmisten tarpeiden mukaan, mikä tekee siitä sopivan uudeksi katalyytin kantajaksi.