De unieke structuur van koolstofnanobuisjes bepaalt dat het veel speciale fysische en chemische eigenschappen heeft.De C = C covalente bindingen waaruit koolstofnanobuisjes bestaan, zijn de meest stabiele chemische bindingen in de natuur, dus koolstofnanobuisjes hebben zeer uitstekende mechanische eigenschappen.Theoretische berekeningen laten zien dat koolstofnanobuisjes een extreem hoge sterkte en grote taaiheid hebben.De theoretische waarde schat dat Young's modulus 5TPa kan bereiken.

De uitstekende geleidbaarheid van koolstofnanobuisjes maakt het geschikt voor antistatische coatings, geleidende polymeren, rubbers en masterbatches van geleidende kunststoffen.De treksterkte van koolstofnanobuisjes in axiale richting is 100 keer die van staal, terwijl het gewicht slechts 1/het gewicht van staal is.6. Het kan worden gebruikt in een polymeermatrix om versterkte composietmaterialen te vormen, enzovoort.

De unieke holle nanostructuur van koolstofnanobuisjes, die een geschikte poriegrootteverdeling, unieke en stabiele structuur en morfologie heeft, met name oppervlakte-eigenschappen, kan op verschillende manieren worden aangepast aan de behoeften van mensen, waardoor het geschikt wordt als een nieuwe katalysatordrager.