實驗表明單壁納米碳管與多壁納米碳管生長的主要區別在于其生長必須有催化劑存在。但單壁納米碳管的生長過程不同于催化劑法生長碳纖維的過程，這是因為在單壁納米碳管的頂端并未觀察到催化劑粒子的存在，通常其頂端被半個富勒稀球封閉。
　　單壁納米碳管生長機理的研究較為深入，其中包括用經典的，半經典的和量子力學的分子動力學模擬待方法來闡述其生長過程。這些研究的重點是試圖找到決定單壁納米碳管開口生長的動力學因素以及決定其區域能量相對穩定性的原因，其中包括網格中的六、五、七邊形環。經典分子動力學模擬表明，初始開口的大直徑管能夠持續豎立生長，并保持六邊形結構。然而其直徑小于3nm左右時，很容易彎曲，五邊形環結構增加碳管封口的幾率，從而阻止管的生長。