碳纤维是一种纤维状复合材料。它的强度比钢大，密度比铝小，具有极好的电学、热学和力学性能。凭借这些卓越的性能，碳纤维被航天航空、交通、医疗、纺织及国防等领域广泛采用。 碳纤维的化学组成中含碳量在90％以上。因为碳的单质在高温下不能熔化（在3800开尔文以上升华），而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来直接制造碳纤维。目前，碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、黏胶丝或酚醛纤维经碳化制成。
碳纤维最早是爱迪生在1879年用棉丝碳化制成的，用来作灯丝，虽然只使用了短短的20多分钟，但他是碳纤维应用的第一人。在20世纪50年代末，日本用奥纶为原料，成功开发了聚丙烯腈碳纤维。
碳纤维在航空航天和国防军工领域占有不可替代的地位。用碳纤维制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。
碳纤维最初主要用于高技术领域，随着成本的下降，近些年开始在民用领域广泛应用。不知不觉间，以碳纤维为核心技术的产品已悄悄地走入寻常百姓家，为人们享受高品质的生活带来便利。
碳纤维的运用可以极大地提高人们日常生活中的安全性。碳纤维可以切成短纤放在水泥里，这样修建的房子更加结实，增强了抗震能力。日本是一个多地震国家，他们的高层建筑就是利用碳纤维来加固的。碳纤维还可以加固桥面，制成桥的拉索、高压电缆等。
碳纤维可用作节能采暖材料的核心发热体。在国外有很多节能采暖设备的核心发热体已经由以前普遍采用的金属材料升级为碳纤维材料，碳纤维材料不仅热转换率高，而且寿命长，很多产品在300摄氏度下能够达到稳定工作10万小时的时间。除了在采暖上有所应用，碳纤维还可用在热水器、工业设备恒温环境保障方面。
现在碳纤维用途最广的就是体育器材，如高尔夫球杆、钓鱼竿、登山杠、滑雪板、滑雪杖、自行车、羽毛球拍、网球拍等。这些体育器材以前都是用钢铁或者玻璃纤维制成，现在都已经改用碳纤维。用碳纤维做的器材第一是轻，第二是结实，第三是外观漂亮。
