碳纳米管（CNT）的主要前体是碳氢化合物，特别是乙炔、甲烷和乙烯。其中，乙炔是最直接的前体，因为在合成过程中无需额外的能源需求或热转换即可使用。而甲烷和乙烯则需要经过热转换过程才能形成直接的碳前驱体，通常先转换成乙炔，然后再加入碳纳米管中。
乙炔作为直接前驱体：
乙炔（C2H2）是一种高活性碳氢化合物，可直接促进碳纳米管的形成。它的三键结构使其很容易解离成碳原子和氢原子，而碳原子和氢原子对碳纳米管的生长至关重要。使用乙炔合成碳纳米管通常需要较低的温度，因此与甲烷和乙烯相比，乙炔是一种更节能的前驱体。甲烷和乙烯作为间接前驱体：
甲烷（CH4）和乙烯（C2H4）不能直接形成碳纳米管，必须经过热转换才能形成乙炔。这一转化过程包括打破分子键并将其转化为乙炔，然后作为 CNT 的直接前体。与直接使用乙炔相比，这种热转换需要更高的活化能，因此合成过程更加耗能。
氢气和温度在合成中的作用：
氢气在利用甲烷和乙烯合成碳纳米管的过程中起着还原催化剂或参与热反应的作用，有可能促进碳纳米管的生长。合成温度也很关键；使用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 技术可实现较低的温度（低于 400°C），这有利于在玻璃等基底上沉积碳纳米管，从而实现场发射应用。
技术考虑因素：
