含碳量在 90％以上的高强度高模量纤维。含碳量在99％以上的称为石墨纤维。碳纤维具有元素碳的各种优良性能﹐如比重小﹑耐热性极好﹑热膨胀系数小﹑导热系数大﹑耐腐蚀性和导电性良好等。同时﹐它又具有纤维般的柔曲性﹐可进行编织加工和缠绕成型。碳纤维最优良的性能是比强度和比模量超过一般的增强纤维﹐它和树脂形成的复合材料的比强度和比模量比钢和铝合金还高3倍左右。碳纤维复合材料应用在航天﹑导弹和运动器材上﹐可以显著减轻重量﹐提高有效载荷﹐改善性能﹐是航天工业的重要结构材料。由于成本降低﹐碳纤维已逐步扩大用在民用工业﹐如汽车工业和运动器材等方面。1981 年世界碳纤维产量约为 1500吨﹐日本的产量占一半以上。
碳纤维的特性   
目前各国工业用的碳纤维原料有聚丙烯纤维﹑黏胶丝和沥青纤维三种。聚丙烯基碳纤维性能好﹐碳化得率较高(50～60％)﹐因此以聚丙烯制造的碳纤维约占总碳纤维产量的 95％。以黏胶丝为原料制碳纤维碳化得率只有20～30％﹐这种碳纤维碱金属含量低﹐特别适宜作烧蚀材料。以沥青纤维为原料时﹐碳化得率高达80～90％﹐成本最低﹐是正在发展的品种。根据使用要求和热处理温度的不同﹐碳纤维分为耐燃纤维﹑碳纤维和石墨纤维。例如 300～350℃热处理时得耐燃纤维﹔1000～1500℃热处理时得碳纤维﹐含碳量为 90～95％﹔碳纤维经 2000℃以上高温处理可以制得石墨纤维﹐含碳量高达99％以上。
最早的碳纤维是 1880 年由爱迪生研制成功的﹐用作电灯丝。后直到50年代初﹐随着空间技术的发展﹐需要有优良性能的结构材料﹐许多工业发达国家开始重视碳纤维的研究工作﹐到60年代获得迅速的发展。