在过去的几十年里,由于碳纳米管（CNTs）巨大的应用前景和优异的物理性质,人们对它的各种性质进行了广泛而又深入的研究。通过对双壁碳纳米管（DWCNTs）核磁共振的研究发现,相对于单壁碳纳米管（SWCNTs）,几乎所有的DWCNTs都有着一致的金属化趋势。在此基础上,通过密度泛函理论（DFT）和分子间Hückel模型（IMH）进一步发现了DWCNTs内外管壁之间的相互作用导致了管间的电子迁移以及轨道混合,并且这两种独特的现象将会导致DWCNTs从半导体性向金属性的转变。进一步对电荷转移的研究表明DWCNTs管间的电子转移均是从外管转移到内管,并且发现电荷的转移与管间距和手性参数有着一定的关系。此外,在实验上随着最近制备技术的不断提升,CNTs的手性可控以及批量生产在未来完全有可能实现。正是基于这种条件下,管间距和手性参数变化对DWCNTs和SWCNTs的电子结构特性和光学性质的影响研究才更加的有意义。本文基于第一性原理对3种不同手性的SWCNTs以及DWCNTs的结构稳定性、电子结构以及光学性质进行了深入且全面的研究。在研究DWCNTs前,首先对SWCNTs进行了研究。对结构稳定性的研究表明原子数相同的条件下,手性型SWCNTs最不稳定,其次是锯齿型,最后是扶手型。对电子结构的研究表明,相比于紧束缚（TB）模型,DFT在考虑了曲率效应后,其电子结构有着一些新的发现。对于DWCNTs的研究,通过平均原子能研究了DWCNTs与其子管的关系,研究表明管间的相互作用均会使3种不同手性的DWCNTs的结构稳定性降低。对DWCNTs电子结构的研究表明3种不同手性的DWCNTs表现出了一致的金属化趋势,并且扶手型的金属化趋势较锯齿型更为显著。进一步对电荷转移的研究发现3种不同手性的DWCNTs的电荷转移方式是完全不同的。最后详细的研究了所有SWCNTs的光学性质,结果表明扶手型和锯齿型SWCNTs可分为A,B两类,其中A类纳米管的吸收系数和反射系数总是大于B类纳米管,从两种分类中选取的DWCNTs其光学性质也不同。