Jednorozmerná štruktúra jednosternej uhlíkovej trubice prináša vynikajúce elektrické a optické vlastnosti. Kovalentná väzba CC, ktorá predstavuje jednosternú uhlíkovú trubicu, je jednou z najsilnejších známych kovalentných väzieb, takže uhlíkové nanotrubice majú vynikajúcu mechaniku charakteristiky. Zároveň poskytuje jej chemická stabilita, malý priemer a vysoko špecifická povrchová plocha širokú škálu aplikácií.

Jednotenné uhlíkové nanotrubice môžu zlepšiť pevnosť materiálu a zvýšiť elektrickú vodivosť. V porovnaní s tradičnými prísadami, ako sú viacstenné uhlíkové nanotrubice, uhlíkové vlákniny a väčšina druhov uhlíkovej čiernej farby, môže veľmi malé množstvo pridaných uhlíkových nanorúrok významne zlepšiť výkon materiálu.

Na trhu existujú niektoré priemyselné predispergie založené na jednostupňovaných uhlíkových nanotrubiciach, ktoré sa ľahko manipulujú a široko používajú v batériách, kompozitných materiáloch, povlakoch, elastoméroch a plastových priemysle.

Jednotenné uhlíkové nanotrubice (SWCNT) majú jedinečné jednorozmerné nanoštruktúry a vynikajúce optoelektronické vlastnosti a používajú sa široko pri konštrukcii diód, tranzistorov s efektom v teréne, senzorov, fotovoltaických zariadení atď.