电弧法：电弧法是最早用以制备碳纳米管的方法，也是最重要的方法。其主要求是：在真空容器中充满一定压力的惰性气体或氢气，以掺有催化剂（金属锐、钻、铁等）的石墨为了电极，在电弧放电的过程当中阳极石墨被蒸发消耗时，在阴极石墨上沉积碳纳米管，进而生产出碳纳米管。电弧放电法制备单壁纳米碳管具有设备简洁、原料易得、本钱低的优势，一直受到科学工作者的关注。电弧法的特点就是简洁快速制得的碳纳米管管直结晶度高，但产量不高，并且由于电弧温度高达3000—3700C，形成的碳纳米管会被烧结成束，束中还存在很多非晶碳杂质，导致较多的缺陷，电弧法目前主要用于制造单壁碳纳米管。

  激光蒸发法：其原理是利用激光束照射至含有金属的石墨靶上，将其蒸发，并结合一定的反响气体，在基底和反响腔壁上沉积出碳纳米管。碳纳米管的生长主要受到激光强度、生长腔的压强及其气体流速等因素的影响，此方法获得的基本都是单壁碳纳米管，水平高，但产量较低。激光烧蚀法合成的单壁纳米碳管纯度高，但所用设备比较昂贵，合成单壁纳米碳管的量极其有限而且容易缠结，因此难以推广。
  催化热解法( CVD ) ：又叫做化学气相沉积法，含有碳的气体流经催化剂纳米颗粒外表时分解造成碳原子，在催化剂外表生成碳纳米管。催化热解法亦以催化剂存有方式不同被分为了基体法和浮游法等。基体法利用石墨或陶瓷等作载体，将催化剂附着于其上，高温下通入含碳气体使之分解并在催化剂颗粒上长出碳纳米管。浮游法就是直接加热催化剂前驱体使其成气态，并且与气态氢一起被引入反响室，在不同温区各自分解，分解的催化剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒，浮游在反响空间分解的碳原子在催化剂颗粒上析出，产生碳纳米管。载体的类型、催化剂的种类和制备方法、反响气体种类，及其流量和反响温度等对碳纳米管生长有较大影响，此方法的反响过程易于控制反响温度相对较低，产品纯度较高、本钱低、产量高、适合性强，现被广泛用于碳纳米管的制备。