Oglekļa nanocaurulītes ir cilindriskas formas. Tās struktūra, ir veidota no oglekļa atomiem. Oglekļa atomi nanocaurulītēs ir savstarpēji savienoti tāpat kā heksagonālajās grafīta plaknēs, kuru izmērs- biezumā ir viens atoms, taču šīs plaknes ir "saritinātas" tās garums var miniatūrs (diametrā no 1 nanometra līdz dažiem desmitiem nanometru) līdz tās var sasniegt pat dažus centimetrus. Caurulīšu gali parasti ir noslēgti ar pussfēriskām "galviņām".
