碳纤维是一种含碳量在90%以上的纤维状碳材料，具有高强度、高模量、低密度、优异的力学性能和热学性能。它通常由有机纤维经过高温氧化碳化及石墨化处理而得到，其微观结构类似于人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维的密度大约为1750kg/m³，比钢轻但强度高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量等特性。
碳纤维在多个领域都有应用，例如航空航天、土木工程、军事、赛车、体育用品以及汽车材料等。它通常被制成碳纤维增强塑料（CFRP）等复合材料，用于制造飞机、卫星、火箭、高性能汽车部件、电子计算机磁盘、以及采暖设备等。
碳纤维的优点包括：
高强度和高模量
低密度
高耐化学性和耐高温性
优异的力学性能，如高抗拉强度和弹性模量
良好的热传导性
可染成不同颜色
碳纤维的缺点主要是成本较高，因为高质量碳纤维材料的生产技术复杂，目前很多国家仍然依赖进口。