Ang double-walled carbon nanotubes ay walang tahi na guwang na nanotubes na nabuo sa pamamagitan ng pagkukulot ng dalawang layer ng graphene sheet.Ang istraktura nito ay nasa pagitan ng single-walled at multi-walled carbon nanotubes at may karamihan sa kanilang mga katangian.

Maaaring gamitin ang DWNT bilang isang sensor ng gas, bilang isang sensitibong materyal upang makita ang mga gas tulad ng H2, NH3, NO2 o O2, atbp., na ginagamit sa hinihingi na mga teknikal na aplikasyon, tulad ng mga field emission display at photovoltaic device.

Dahil sa mas mataas na electronic conductivity, ang carbon nanotubes ay maaaring kumilos bilang isang conductive agent sa lithium batteries, na katumbas ng papel ng "conductors" sa lithium battery conductive network.Ang kapasidad ng pag-iimbak ng carbon ng mga nanotube ng carbon ay higit na malaki kaysa sa mga tradisyonal na materyales ng carbon tulad ng natural na grapayt, artipisyal na grapayt at amorphous na carbon.Samakatuwid, ang paggamit ng carbon nanotubes bilang isang lithium battery conductive agent ay maaaring lubos na mapataas ang kapasidad at cycle ng buhay ng mga lithium batteries., Ang mga carbon nanotube ay may electric double layer effect, na nakakatulong sa pagpapabuti ng malaking rate ng pag-charge at discharge performance ng baterya.Kasabay nito, ang dami ng carbon nanotubes na ginagamit sa mga baterya ng lithium ay maliit, na maaaring mabawasan ang nilalaman ng mga conductive agent sa mga baterya ng lithium.Ang magandang thermal conductivity nito ay nakakatulong din sa pag-alis ng init sa panahon ng pagcha-charge at pagdiskarga ng baterya.