Iijima blir ofte sitert som oppdageren av nanorør som består av karbon. Selv om nanorør som ble lagd av karbon opprinnelig hadde blitt observert før Iijima gjorde sin oppdagelse. Iijima ble uteksaminert med en bachelorgrad i ingeniørfag i 1963 fra Universitetet for elektronikk i Tokyo. Iijima mottok sin mastergrad i 1965 fra Tohoku University i Sendai. Mellom 1970 og 1982 utførte Iijima flere vitenskapelige forsøk med krystallinske materialer og høy oppløsning på elektronmikroskopi ved Arizona State University.