碳纤维是有机纤维在1000℃以上碳化，使含碳量在85％以上的纤维。根据性能不同，碳纤维分为高强度、高模量碳纤维、活性炭碳纤维以及离子交换碳纤维。目前碳纤维已发展成为用途广泛、性能优异的工业用高性能纤维。聚丙烯腈基和纤维素基碳纤维是目前用量最大的两种高强度、高模量的碳纤维。它的化学性能类似于块状碳，温度高于400℃时会出现明显的氧化。它有良好的耐低温性能，还有耐油、耐辐射、吸收气体和减速中子的特性。它们本身的用途不大，通常作为负荷传递的一种媒介加入到树脂、金属、陶瓷中，或用化学气相沉积法把碳沉积在纤维织物中，制成复合碳纤维，才能使它成为有用的工业材料。目前碳纤维的应用已深入到人类活动的各个领域，特别是宇航工业、飞机制造业、汽车工业和运动器械等方面的应用令人瞩目。例如，哥伦比亚号航天飞机的两只控制火箭喷口都使用碳纤维复合材料。用碳复合材料制成的飞机比铝制飞机减重15％～30％，成本下降20％。汽车上有20％～60％的部件可用碳纤维增强塑料制造。碳纤维增强塑料可用于制造运动器械，如网球拍、高尔夫球棒、赛艇、赛车等。