Unikátna štruktúra uhlíkových nanotrubíc určuje, že má veľa špeciálnych fyzikálnych a chemických vlastností. Kovalentné väzby C = C, ktoré tvoria uhlíkové nanotrubice, sú najstabilnejšími chemickými väzbami v prírode, takže uhlíkové nanotrubice majú veľmi vynikajúce mechanické vlastnosti. Teoretické výpočty ukazujú, že uhlíkové nanotrubice majú mimoriadne vysokú pevnosť a veľkú húževnatosť. Teoretická hodnota odhaduje, že Youngov modul môže dosiahnuť 5TPA.

Vďaka vynikajúcej vodivosti uhlíkových nanotrubíc je vhodná pre antistatické povlaky, vodivé polyméry, gumy a vodivé plastové hlavné šarže. Pevnosť v ťahu uhlíkových nanorúrok v axiálnom smere je 100 -násobok pevnosti ocele, zatiaľ čo hmotnosť je iba 1 / hmotnosť ocele. 6. Môže sa použiť v polymérnej matrici na vytvorenie zosilnených kompozitných materiálov atď.

Jedinečná nano dutina uhlíkových nanotrubíc, ktorá má vhodnú distribúciu veľkosti pórov, jedinečnú a stabilnú štruktúru a morfológiu, najmä povrchové vlastnosti, sa dá modifikovať rôznymi metódami podľa potrieb ľudí, vďaka čomu je vhodná ako nový nosič katalyzátora.