在結構上,碳納米管有兩種基本類型:單壁納米管(SWNT)和多壁納米管(MWNT),但這些結構中碳原子群的排列方式也不同,碳納米管基本上是由一系列相互連接的六角六碳原子構成的石墨片鍵。這些鍵可以按以下三種配置之一排列:鋸齒形,它們...
在結構上,碳納米管有兩種基本類型:單壁納米管(SWNT)和多壁納米管(MWNT),但這些結構中碳原子群的排列方式也不同,碳納米管基本上是由一系列相互連接的六角六碳原子構成的石墨片鍵。這些鍵可以按以下三種配置之一排列:鋸齒形,它們沿著圓柱形納米管壁的長度以線性模式交替排列;扶手椅,其結構是一系列直線鍵;手性,當碳納米管的鍵沿著管的長度以線性方式向左或向右漂移時。

在這一基本類結構中,女性的姿勢也會發生變化,碳納米管也會因為是直圓柱體而發生變化,或以某種方式扭曲,如卷曲或分支。已經產生的其他形式包括:帶有碳球球的納米管,稱為納米芽,以及杯狀堆積的納米管,這些納米管是一系列凹形的圓盤狀結構,以管的形式排列。圓環狀或圓環狀的納米管結構也被碳納米管的結構也決定了它們的物理和化學性質,扶手椅納米管在導電性方面總是金屬的,而鋸齒形和手性形式是半導體,構成碳納米管基本六邊形結構的六個碳鍵以強分子共價鍵相互間隔約0.14納米這些軋制的石墨薄片在多壁納米管中相互結合,這些納米管基本上是圓柱體內的圓柱體,受到弱范德華力作用,在圓柱體壁之間的距離約為0.34納米。這種弱分子結合使石墨薄片結構相互滑動,這使得在應用中很容易擦掉石墨,比如當鉛筆壓在紙上時。
其他類型的碳納米管包括極端的碳納米管,它們只是自然設計的變化,在自然設計中非常長,很短,或薄的。它們可用于制造比鋼強度高20到100倍的電纜,用于諸如太空電梯,以及可在-321°到2800°F(-196°到1°的溫度范圍內工作的人造肌肉,538攝氏度)。一些極端的納米管薄膜還能夠捕獲紅外線波長的光,稱為黑體輻射或熱輻射。這將使它們在太陽能電池中很有用,太陽能電池可以捕獲地球在夜間發射到太空的熱量,這將允許在超過35%的效率水平上全天候發電,比傳統太陽能電池好2到5倍。