碳纤维英文为Carbon Fiber，简称CF，在国际上被誉为“黑色黄金”，它是继石墨和钢铁等金属后的重要材料，被国际上称之为“第三代材料”。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，强度却是钢的7-9倍。
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其重量轻、比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。碳纤维复合材料还具有优良的减振性、耐疲劳、耐腐蚀、耐高温、防辐射等性能，是制造飞行器、兵器及耐腐蚀设备等的优良材料。现代的F1赛车和顶级跑车，车身大部分结构都是使用碳纤维材料。
近年来碳纤维复合材料除了应用在飞机、导弹等航空器材外，还广泛应用在运动器材上，如中高档球拍、高尔夫球杆、钓鱼杆、棒球棒、自行车等，它可以显著减轻重量，提高有效载荷，改善性能，是现代体育运动的重要材料。