カーボンナノチューブ（CNT）の合成には、主にレーザーアブレーション、アーク放電、化学気相成長（CVD）の3つの方法がある。このうちCVDは、その汎用性と拡張性から、研究・商業用途の両方で最も広く使われている手法である。
化学気相成長法（CVD）：
CVDは、炭素を含むガスを高温で分解し、ナノチューブの形で基板上に炭素を堆積させるプロセスである。この方法では、CNTの寸法や配列を精密に制御できるため、エレクトロニクス、複合材料、エネルギー貯蔵など、さまざまな用途に適している。CVDに必要な温度は通常800℃以上だが、プラズマエンハンスト化学気相成長法（PECVD）の進歩により、はるかに低い温度（400℃以下）での合成が可能になった。これは、CNTを電界放出用途のガラスのような温度に敏感な基板と一体化させるのに特に有益である。プラズマエンハンスト化学気相成長法（PECVD）：
PECVDはプラズマを利用して成膜プロセスにおける化学反応を促進し、必要な温度を下げる。この技術は、低温でのCNTのin situ調製に不可欠であり、ナノエレクトロニクスデバイスと従来のマイクロエレクトロニクス加工技術の融合に不可欠である。低温でCNTを合成できるようになれば、超大容量・超大規模集積回路を作る可能性が開ける。
原料革新：
従来のCVD法では、メタンやエチレンなどの炭化水素を原料として使用することが多い。しかし、グリーン原料や廃棄物原料を使ってCNTを合成することへの関心が高まっている。例えば、溶融塩中で電気分解して回収した二酸化炭素を使用することができるが、この方法で製造されるCNTの品質には懸念がある。メタンを直接熱分解して水素と固体炭素（CNTを含む）にするメタン熱分解も、新たな方法である。CarbonMeta Technologies社やHuntsman社などの企業は、廃棄物や副産物のメタンを原料として使用することを模索しており、炭素排出を温室効果ガスとして放出するのではなく、物理的な形に固定できる可能性がある。
プロセスの最適化とライフサイクル・アセスメント：
