碳纖維是一種高性能的無機非金屬材料，由含碳量在90%以上的纖維狀碳材料經過高溫碳化處理而成碳纖維復合材料。碳纖維具有重量輕、強度高、耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性，其外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物。

碳纖維的主要成分是碳單質，是一種由碳原子以SP2雜化軌道組成六角型呈層狀排列的平面結構材料碳纖維復合材料。碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合，制造先進復合材料。碳纖維增強復合材料可用作飛機結構材料、電磁波屏蔽材料、防電磁輻射材料、高溫熱場材料、汽車材料、體育用品、增強塑料等。此外，碳纖維還可以制成氈、席、帶、繩、編織物等，用作化工設備、管道、爐體等的襯里材料。

碳纖維的性能取決于其原料及制造過程碳纖維復合材料。以聚丙烯腈（PAN）為原料的碳纖維性能較好，是目前的主流。碳纖維根據原料、制造方法以及纖維形態的不同，可以分為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維和氣相生長碳纖維等。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除了具有一般碳素材料的特性外，還具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性，其外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。

碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合，制造先進復合材料碳纖維復合材料。碳纖維增強復合材料可用作飛機結構材料、電磁波屏蔽材料、防電磁輻射材料、高溫熱場材料、汽車材料、體育用品、增強塑料等。碳纖維還可以制成氈、席、帶、繩、編織物等，用作化工設備、管道、爐體等的襯里材料。此外，碳纖維還可用作導電材料、耐高溫材料、增強劑、摩擦材料、電極材料、屏蔽材料、發熱體、傳感器、氣凝膠等。隨著技術的不斷發展，碳纖維及其復合材料在航空航天、汽車、體育、建筑、機械、電子電器等領域的應用還將不斷擴大。