有非常高的强度 - 重量比的碳纤维强化聚合物（通常也被称为碳纤维）。然而，碳纤维也会与其它如石墨的材料复合，以形成耐高温的碳 - 碳复合材料。
结构与特性.每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，直径大约5至8微米，几乎全部由碳构成。最早的一代（如T300，HTA和AS4）有16-22微米直径。新研发的碳纤维（如IM6或IM600）的直径大约有5微米。在原子层面，碳纤维跟石墨很相近，是由一层层以六边形模式（石墨烯薄片）排列的碳原子所构成。两者差别在于层与层之间的连结的方式