碳纤维是复合材料。它指纤维在1000℃以上碳化，含碳量超过85％以上的纤维，包括碳素纤维和石墨纤维。碳素纤维是有机纤维经1000～2300℃处理后，含碳量为85～95％的纤维；石墨纤维是有机纤维经2300℃以上处理，含碳量在98％以上的纤维。碳纤维质轻，强度高，模量高，耐高温，耐化学品，尺寸稳定，刚性好。碳纤维比重小（1.5~2.1），远小于金属材料。用碳纤维做塑料的增强材料时，其比强度超过钢的5倍。碳纤维在空气中的氧化起始温度为460℃，在惰性的条件下能承受3000℃以上的高温。碳纤维所具有的特殊性能，使其逐渐测成为飞机、火箭、卫星、宇宙飞船等的结构材料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。
目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）做原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成
碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中含碳量在90%以上。由于碳的单质在高温下不能熔化，而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。
