ท่อคาร์บอนนาโนแบบสองชั้นถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูงและความเสถียรทางความร้อน ช่วยให้อุปกรณ์นาโนขนาดเล็กทำงานได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในวัสดุคอมโพสิตเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลโดยรักษาน้ำหนักให้ต่ำ เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์

ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพในระบบกักเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ช่วยปรับปรุงความสามารถในการชาร์จและความเสถียรในการใช้งานซ้ำ

นำไปใช้ในการพัฒนาเซนเซอร์สำหรับตรวจจับก๊าซและโมเลกุลชีวภาพด้วยความไวสูง นอกจากนี้ยังมีการสำรวจใช้ในระบบส่งยาและการประยุกต์ใช้ nanofluidic เนื่องจากโครงสร้างกลวงที่เป็นเอกลักษณ์และคุณสมบัติพื้นผิว

ท่อคาร์บอนนาโนแบบสองชั้นมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดีและเสถียรกว่าท่อแบบชั้นเดียว พื้นที่ผิวสัมผัสที่มากและโครงสร้างที่ทนทานช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเก็บพลังงานและความเร็วในการชาร์จ ในด้านวัสดุชีวภาพ ถูกพัฒนาเพื่อใช้ในการส่งยาเฉพาะจุด โดยสามารถนำส่งสารออกฤทธิ์ไปยังเซลล์เป้าหมายได้อย่างแม่นยำ และลดผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ

ยังมีการประยุกต์ใช้ในเซนเซอร์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีหรือชีวภาพ เช่น การตรวจจับก๊าซพิษหรือสารชีวโมเลกุลในร่างกาย ซึ่งให้ความไวและความแม่นยำสูง