Propietats elèctriques
Els electrons p dels àtoms de carboni dels CNT formen enllaços π deslocalitzats extensos. A causa del significatiu efecte de conjugació, els nanotubs de carboni tenen algunes propietats elèctriques úniques.
Els CNT tenen una-estructura tubular buida unidimensional, amb les parets del tub compostes per una o diverses capes de làmines de grafè. El diàmetre del tub es troba a l'escala nanomètrica i la longitud a l'escala del micròmetre, el que resulta en una proporció d'aspecte enorme. Les seves propietats varien en funció de la forma en què s'enrotllen les làmines de grafè, mostrant propietats metàl·liques o semiconductors.
Propietats mecàniques
Com que els àtoms de carboni dels CNT adopten la hibridació sp2, en comparació amb la hibridació sp3, el component orbital s en la hibridació sp2 és més gran, donant als nanotubs de carboni un alt mòdul i una gran resistència.
Els CNT presenten excel·lents propietats mecàniques. La seva resistència a la tracció arriba als 50-200 GPa, 100 vegades la de l'acer, mentre que la seva densitat és només 1/6 de la de l'acer, almenys un ordre de magnitud superior a les fibres de grafit convencionals. El seu mòdul elàstic pot arribar a 1 TPa, comparable al del diamant, i aproximadament 5 vegades el de l'acer.
Conductivitat tèrmica
Els CNT tenen excel·lents propietats de transferència de calor. A causa de la seva relació d'aspecte molt gran, els CNT presenten un alt rendiment d'intercanvi de calor al llarg de la seva longitud, però un rendiment d'intercanvi de calor relativament inferior perpendicular al seu diàmetre. Mitjançant una orientació adequada, els nanotubs de carboni es poden sintetitzar en materials conductors tèrmics altament anisotròpics.
Propietats d'adsorció
Els CNT posseeixen una superfície específica extremadament gran i una forta capacitat d'adsorció; també presenten bones propietats d'absorció d'ones electromagnètiques.
