ใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุขั้นสูงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานของพลาสติก เรซิน และยาง โดยการผสมคาร์บอนนาโนทูบสั้นที่ผ่านการเติมหมู่ไฮดรอกซีแล้วช่วยให้กระจายตัวได้ดีในสารแมทริกซ์ ทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติทางกลและไฟฟ้าดีขึ้น

นิยมใช้ในเซ็นเซอร์เคมีและชีวภาพ เนื่องจากพื้นผิวที่ถูกดัดแปลงด้วยหมู่ไฮดรอกซีสามารถจับกับสารเป้าหมายหรือโมเลกุลชีวภาพได้ดี ช่วยเพิ่มความไวในการตรวจวัด

นำไปใช้ในระบบส่งยาเฉพาะที่ โดยเฉพาะการส่งยาต้านมะเร็ง ซึ่งโครงสร้างนาโนช่วยพาตัวยาเข้าสู่เซลล์เป้าหมายได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ

ใช้เป็นตัวเสริมในอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและซูเปอร์แคปาซิเตอร์ เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าและพื้นที่ผิวสัมผัส ทำให้เก็บประจุได้มากและชาร์จเร็วขึ้น

นอกจากนี้ยังใช้ในหมึกนำไฟฟ้าและสารเคลือบสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ยืดหยุ่นและวงจรพิมพ์ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่น

นอกจากนี้ยังใช้ในงานวิจัยด้านการกรองน้ำและสิ่งแวดล้อม เช่น การดูดซับโลหะหนักหรือสารอินทรีย์พิษ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวสูงและหมู่ฟังก์ชันที่ช่วยจับกับสารปนเปื้อนได้ดี สามารถสร้างพื้นผิวต้านจุลินทรีย์ได้