碳納米管于1991年由S.Iijima 發現，其直徑比碳纖維小數千倍，其性能遠優于現今普遍使用的玻璃纖維。其主要用途之一是作為聚合物復合材料的增強材料。

　　碳納米管基本上可分為單壁型和多壁型兩類。雖然他們乍看起來非常相似，但其制作方法和性能不盡相同。納米管的結構決定它們是具有金屬性還是具有半導體性質。大約三分之二的單壁納米管屬于半導體型，三分之一屬金屬型。至于多壁納米管，由于各層殼的性能的疊加，難以做出明顯區別，但大體上是金屬型。

　　碳納米管的力學性能相當突出。現已測出多壁納米管的平均彈性模量為1.8TPa。碳納米管的強度比彈性模量實驗值為30-50GPa。盡管碳納米管的拉伸強度如此之高，但它們的脆性不象碳纖維那樣高。碳纖維在約1%變形時就會斷裂，而碳納米管要到約18%變形時才會斷裂。碳納米管的層間剪切強度高達500MPa，比傳統碳纖維增強環氧樹脂復合材料高一個數量級。

　　在電性能方面，碳納米管用作聚合物的填料具有獨特的優勢。加入少量碳納米管即可大幅度提高材料的導電性。與以往為提高導電性而向樹脂中加入的碳黑相比，碳納米管有高的長徑比，因此其體積含量可比球狀碳黑減少很多。多壁碳納米管的平均長徑比約為1000;同時，由于納米管的本身長度極短而且柔曲性好，它們填入聚合物基體時不會斷裂，因而能保持其高長徑比。愛爾蘭都柏林Trinity學院進行的研究表明，在塑料中含2%-3%的多壁碳納米管使電導率提高了14個數量級，從10-12s/m提高到了102s/m。

　　碳納米管已經在一些國家獲得實際應用，例如美國RTP公司開發了一系列納米管配混料，截止到2003年，可供的配混料類型有聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸脂/ABS混合料、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酰亞胺和聚醚醚酮，其它聚合物共混料也在開發之中。用于航天工業中的聚合物，在飛行時外部氣流與一般材料(如玻璃纖維)增強的樹脂之間產生的摩擦常引起靜電而干擾無線通訊。用碳納米管增強工程塑料將可以在大幅度提高基體樹脂力學性能的同時解決這一問題。美國國家航空與宇宙航行局(NASA)和休斯敦的Rice大學已在準備碳納米管在航天領域與聚合物復合的首批應用。