超高純碳納米管比較常用的製備工藝包括:電弧法、激光蒸發法及化學氣相沉積法，中，化學氣相沉積法在-定程度上克服了電弧放電法的缺陷。這種方法是讓氣態烴通過附著有催化劑微粒的模板，在500- 1,200°C的條件下，氣態烴可以分解生成碳納米管。這種方法突出的優點是殘餘反應物為氣體，可以離開反應體係，得到純度比較高的碳納米管同時溫度亦不需要很高，相對而言節省了能量。但是製得的碳納米管管徑不整齊，形狀不規則，並且在製備過程中必須要用到催化劑。這種方法的主要研究方向是希望通過控製模板上催化劑的排列方式，來控製生成的碳納米管的結構，也已經取得了一定進展。
石墨電弧法
以石墨為電極，在惰性氣體環境中電弧放電，消耗陽極石墨，在陰極生成碳納米管。電壓控製在12-25V,電流50-1204,電極間隙約1mm,是最早應用的碳納米管合成方法，可生產SWNT及MWNT。
複合電極電弧催化
以摻有過渡金屬氧化物如Fe、Co、 Ni、 Mo等的石墨做陽極，在陰極生成碳納米管。優點是產物多為SWNT,副產物少、純度高，但產物中摻有少量催化劑，對要求低量金屬含量像導電劑不適用。
激光燒蝕法
利用激光燒蝕團簇狀構造及氣-液-固(VLS) 模式的生長，製備出碳納米管。優點是所得的碳納米管品質高、結構完整、缺陷較少， 較適合生長SWNT。缺點是成本高及收率低。
化學氣相沉積法 (CVD)
利用納米尺度的過渡金屬或其氧化物為催化劑，在相對較低溫度( 500- 1,200°下熱解碳源氣體(甲烷、乙炔9、乙烯、丙烯、苯和一氧化碳等)， 來合成碳納米管。
由於等離子體在低溫具有高活性的特點此技術可顯著降低薄膜沉積的溫度範圍，通常條件下，高品質碳納米管的生長要求在800°C以上的基片溫度，若能使該溫度降到400°C,則對許多應用非常有利。加上等離子體增強反應活性，外加電場可控製生長方向，對於低溫電子器件製備是個好方向。
將冷的含有炭基鉄( FeCOs )的高圧CO氣體，和預先加熱到1,200C 的Co氣體相混合,使含有催化剤的高圧co氣體，在不到1ms的吋同內加熱到1,000C。文吋嵌基鉄分解出的Fe原子相互磁撞成鉄納米顆粒，鉄納米顆粒迸而和CO反座生成C02,並留下- -個破原子。
其他
包括固項熱解法、水熱晶化法、太陽能法、電解法及溶膠凝膠法。
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