La struttura unica dei nanotubi di carbonio determina di avere molte proprietà fisiche e chimiche speciali. I legami covalenti C = C che costituiscono nanotubi di carbonio sono i legami chimici più stabili in natura, quindi i nanotubi di carbonio hanno proprietà meccaniche molto eccellenti. I calcoli teorici mostrano che i nanotubi di carbonio hanno una forza estremamente elevata e una grande tenacia. Il valore teorico stima che il modulo di Young possa raggiungere 5TPA.

L'eccellente conducibilità dei nanotubi di carbonio lo rende adatto a rivestimenti antistatici, polimeri conduttivi, gomme e lotti di plastica conduttivi. La resistenza alla trazione dei nanotubi di carbonio nella direzione assiale è 100 volte quella dell'acciaio, mentre il peso è solo 1 / il peso dell'acciaio. 6. Può essere utilizzato nella matrice polimerica per formare materiali compositi rinforzati e così via.

L'esclusiva struttura a cavi nano dei nanotubi di carbonio, che ha una distribuzione delle dimensioni dei pori adeguata, una struttura e una morfologia uniche e stabili, in particolare le proprietà di superficie, può essere modificata da diversi metodi in base alle esigenze delle persone, rendendolo adatto come nuovo vettore di catalizzatore.