Los nanotubos de carbono (MWCNTs) y la nano-sílice (nano-SiO) se utilizan ampliamente en el campo de la ciencia de la vida debido a sus propiedades físicas y químicas especiales. En este estudio, se exploraron los efectos de diferentes concentraciones de MWCNTs (0 mg·L, 200 mg·L, 400 mg·L, 800 mg·L y 1200 mg·L) y nano-SiO (0 mg·L, 150 mg·L, 800 mg·L, 1500 mg·L y 2500 mg·L) en el crecimiento de plántulas de maíz y los mecanismos relativos. Los principales resultados son los siguientes: los MWCNTs y la nano-SiO pueden promover el crecimiento de las plántulas de maíz, y fomentar la altura de la planta, la longitud de las raíces, el peso seco y fresco de las plántulas, la relación raíz-tallo, entre otros. La capacidad de acumular materia seca aumentó, el contenido relativo de agua de las hojas aumentó, la conductividad eléctrica de las hojas disminuyó, la estabilidad de las membranas celulares mejoró y la capacidad de metabolismo del agua de las plántulas de maíz aumentó. El tratamiento con MWCNTs a 800 mg·L y nano-SiO a 1500 mg·L tuvo el mejor efecto en el crecimiento de las plántulas. Los MWCNTs y la nano-SiO pueden promover el desarrollo de la morfología de las raíces, aumentar la longitud de las raíces, el área superficial de las raíces, el diámetro promedio, el volumen de las raíces y el número total de puntas de raíces y mejorar la actividad de las raíces, para así mejorar la capacidad de absorción de agua y nutrientes. Después del tratamiento con MWCNT y nano-SiO, en comparación con el control, los contenidos de O y HO disminuyeron, y el daño de los radicales libres de oxígeno reactivo a las células disminuyó. Los MWCNTs y la nano-SiO pueden promover la eliminación de especies reactivas de oxígeno y mantener la estructura completa de las células, para así ralentizar el envejecimiento de las plantas. El efecto promotor de los MWCNTs tratados con 800 mg·L y la nano-SiO tratada con 1500 mg·L tuvo el mejor efecto. Después del tratamiento con MWCNTs y nano-SiO, las actividades de las enzimas clave de fotosíntesis PEPC, Rubisco, NADP-ME, NADP-MDH y PPDK de las plántulas de maíz aumentaron, lo que promovió la apertura de los estomas, mejoró la eficiencia de fijación de CO, mejoró el proceso fotosintético de las plantas de maíz y promovió el crecimiento de las plantas. El efecto promotor fue el mejor cuando la concentración de MWCNTs fue de 800 mg·L y la concentración de nano-SiO fue de 1500 mg·L. Los MWCNTs y la nano-SiO pueden aumentar las actividades de las enzimas GS, GOGAT, GAD y GDH relacionadas con el metabolismo del nitrógeno en las hojas y raíces de maíz, y pueden aumentar el contenido de piruvato, para así promover la síntesis de carbohidratos y la utilización de nitrógeno y promover el crecimiento de las plantas.