碳納米管最突出的結構特征是它由單層或多層石墨片圍繞同一中心卷曲而成。碳納米管，英文簡稱 CNT，屬于富勒碳系,其長度為微米級,直徑為納米級，最富特征的一維納米材料。在宏觀尺度上看，碳納米管是黑色粉末，在微觀尺度上，碳納米管是由同軸碳管組成的碳分子。每層碳管由碳原子按六邊形密鋪而成，與石墨烯的層狀結構類似，層與層之間則保持約 0.34nm 的固定距離。碳納米管的結構雖然與高分子材料的結構相似，但其結構卻比高分子材料穩定得多，是目前已知的熔點最高的材料。
碳納米管根據不同的特征分為不同的類別，商業化角度通常按管壁的層數和導電性對其進行分類。按照碳管的層數，碳納米管可以分成單壁碳納米管和多壁碳納米管；就其導電性而言,碳納米管可以是金屬性的,也可以是半導體性的,甚至在同一根碳納米管上的不同部位也可以呈現出不同的導電性。因而根據導電性質的差異可將其分為金屬型碳納米管和半導體型碳納米管。
CVD 工藝流程主要包括催化劑制備、碳納米管粗粉制備、粗粉純化和粉碎四大工序，其中催化劑制備是最核心的環節和技術難點。化學氣相沉積法制備碳納米管的關鍵環節是碳納米管在催化劑表面進行生長的過程。具體的反應過程包括碳源化合物在催化劑表面分解，碳原子通過表面擴散或者體相擴散進入催化劑內部，最后碳納米管從催化劑顆粒中析出。研究表明，生長出的碳納米管的直徑在很大程度上依賴于納米催化劑顆粒的大小。
