Hoewel er enkele andere soorten nanobuisjes zijn gemaakt van andere elementen zoals boornitride, zijn de overgrote meerderheid van nanobuisjes gemaakt van koolstof. Deze koolstofnanobuizen zijn er in twee primaire vormen:

* singlewalled nanobuises (swnts) - Dit zijn in wezen opgerolde bladen van grafeen, een enkele laag koolstofatomen gerangschikt in een honingraatrooster.

* multi-muurde nanobuisjes (MWNT's) - Deze bestaan ​​uit meerdere concentrische cilindrische schalen van grafeen.

Vanwege hun unieke structuur en eigenschappen hebben koolstofnanobuisjes een breed scala aan potentiële toepassingen, waaronder:

* elektronica: Transistors, sensoren, displays

* Materialen: Composieten, coatings, lijmen

* energie: Batterijen, brandstofcellen, zonnecellen

* geneeskunde: medicijnafgifte, tissue engineering