Ang natatanging istraktura ng carbon nanotubes ay tumutukoy na ito ay may maraming espesyal na pisikal at kemikal na katangian.Ang C = C covalent bond na bumubuo ng carbon nanotubes ay ang pinaka-matatag na kemikal na bono sa kalikasan, kaya ang carbon nanotubes ay may napakahusay na mekanikal na katangian.Ang mga teoretikal na kalkulasyon ay nagpapakita na ang carbon nanotubes ay may napakataas na lakas at mahusay na tigas.Tinatantya ng teoretikal na halaga na ang modulus ni Young ay maaaring umabot sa 5TPa.

Ang mahusay na conductivity ng carbon nanotubes ay ginagawa itong angkop para sa mga anti-static na coatings, conductive polymers, rubbers, at conductive plastic master batch.Ang makunat na lakas ng carbon nanotubes sa direksyon ng axial ay 100 beses kaysa sa bakal, habang ang bigat ay 1 / ang bigat lamang ng bakal.6. Ito ay maaaring gamitin sa polymer matrix upang bumuo ng reinforced composite materials at iba pa.

Ang natatanging nano hollow na istraktura ng carbon nanotubes, na may angkop na pamamahagi ng laki ng butas, natatangi at matatag na istraktura at morpolohiya, lalo na ang mga katangian ng ibabaw, ay maaaring mabago sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan ayon sa mga pangangailangan ng mga tao, na ginagawa itong angkop bilang isang bagong carrier ng katalista.