Các ống nano carbon hai lớp là các ống nano rỗng liền mạch được hình thành bằng cách cuộn hai lớp tấm graphene.Cấu trúc của nó nằm giữa các ống nano carbon đơn vách và đa vách và có hầu hết các đặc tính của chúng.

DWNT có thể được sử dụng làm cảm biến khí, làm vật liệu nhạy cảm để phát hiện các loại khí như H2, NH3, NO2 hoặc O2, v.v., được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật đòi hỏi khắt khe, chẳng hạn như màn hình phát xạ trường và thiết bị quang điện.

Do độ dẫn điện tử cao hơn, ống nano carbon có thể đóng vai trò là chất dẫn điện trong pin lithium, tương đương với vai trò của "dây dẫn" trong mạng dẫn điện của pin lithium.Khả năng lưu trữ carbon của ống nano carbon lớn hơn nhiều so với các vật liệu carbon truyền thống như than chì tự nhiên, than chì nhân tạo và carbon vô định hình.Do đó, việc sử dụng các ống nano carbon làm chất dẫn điện cho pin lithium có thể làm tăng đáng kể dung lượng và vòng đời của pin lithium., Các ống nano carbon có hiệu ứng hai lớp điện, có lợi cho việc cải thiện hiệu suất sạc và xả tốc độ cao của pin.Đồng thời, lượng ống nano carbon được sử dụng trong pin lithium nhỏ, có thể làm giảm hàm lượng chất dẫn điện trong pin lithium.Độ dẫn nhiệt tốt của nó cũng có lợi cho việc tản nhiệt trong quá trình sạc và xả pin.