การกระจายตัวของนาโนทูบคาร์บอนถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลายด้าน เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น ความแข็งแรงสูง การนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี จึงนิยมใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุขั้นสูง เช่น การเสริมแรงในพลาสติก ยาง และเรซิน เพื่อเพิ่มความทนทานและนำไฟฟ้า ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ทำเป็นอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และซูเปอร์แคปาซิเตอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บพลังงาน นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในหน้าจอสัมผัสและอุปกรณ์แสดงผลแบบยืดหยุ่น เพราะสามารถนำไฟฟ้าได้ดีแม้อยู่ในรูปฟิล์มบาง ในงานด้านเซนเซอร์ นาโนทูบคาร์บอนที่กระจายตัวดีช่วยเพิ่มความไวในการตรวจจับก๊าซ หรือสารชีวภาพ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ตรวจวัดสิ่งแวดล้อมหรือทางการแพทย์ ยังมีการวิจัยและพัฒนาเพื่อใช้ในงานด้านชีวการแพทย์ เช่น การส่งยาเฉพาะจุด หรือการถ่ายภาพทางการแพทย์ แต่ยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาเนื่องจากต้องพิจารณาความเป็นพิษและผลกระทบต่อร่างกายอย่างละเอียด