الأنابيب النانوية الكربونية هي شكل متآصل من الكربون لها بنية نانوية طولانية بحيث أن نسبة الطول إلى نصف القطر تفوق المليون.
لهذه الأنابيب خصائص فريدة ومميزة من حيث القوة والمتانة من جهة ومن حيث الخصائص الكهربائية من جهة أخرى، كما أنها موصلات حرارية فعالة. نتيجة لذلك فإنها تدخل في العديد من الاستخدامات في مجالات التقانة النانوية والإلكترونيات والبصريات والعديد من فروع علم المواد، بالإضافة إلى دخولها في مجال التصميم والعمارة.
تنتمي الأنابيب النانوية الكربونية إلى فصيلة الفوليرين من حيث البنية، والتي تتضمن أيضاً كرات الكربون Buckyball، حيث أن واحداً على الأقل من طرفي الأنبوب يكون مغلقاً بنصف كرة من ذلك النمط. للأنابيب النانوية الكربونية تركيب بلوري خاص يكون على شكل أنبوب مجوف يتألف من ذرات الكربون متصلة فيما بينها على أشكال خماسية، سداسية و/ أو سباعية. تتم صناعته بدايةً من الكربون أو آزوت البور. الرابطة الكيميائية لهذه الأنابيب هي بالكامل من نمط sp2 وذلك بشكل مشابه لبنية الگرافيت.