คาร์บอนนาโนทิวบ์ โดยเฉพาะแบบหลายชั้น (Multi-walled Carbon Nanotubes) ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในแอปพลิเคชันขั้นสูงต่างๆ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลไฟฟ้า และความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ พวกมันทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งนำไฟฟ้าในวัสดุคอมโพสิท ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ตัวเก็บประจุซูเปอร์แคปาซิเตอร์ และหน้าจอแบบยืดหยุ่น คุณสมบัติความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบาทำให้เหมาะสำหรับการเสริมความแข็งแกร่งของวัสดุในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และก่อสร้าง โดยช่วยเพิ่มความทนทานในขณะที่ลดน้ำหนัก ในภาคพลังงาน คาร์บอนนาโนทิวบ์แบบหลายชั้นถูกนำมาใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์และเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและการนำไฟฟ้า พวกมันยังมีบทบาทสำคัญในแอปพลิเคชันด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การกรองน้ำและการตรวจจับก๊าซ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และความสามารถในการดูดซับ นอกจากนี้ การนำไปใช้ในสาขาการแพทย์ชีวภาพรวมถึงระบบการส่งยาและวิศวกรรมเนื้อเยื่อ ซึ่งคุณสมบัติความเข้ากันได้ทางชีวภาพและโครงสร้างของพวกมันมีประโยชน์