碳纖維是一種兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征的化工新材料，是新一代的增強纖維。它的密度不到鋼的1／4，但抗拉強度卻是鋼的7～9倍，抗拉彈性也高于鋼；與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量(指表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量)是其3倍多；與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。正是由于兼具優異性能，碳纖維在國防和民用領域均有廣泛的應用前景。
　　碳纖維是指含碳量在90％以上的高強度、高模量纖維。它是以化纖和石油產品經特殊工藝制成的纖維。碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防、軍工和民用方面都是重要材料。
　　碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。高性能碳纖維是制造先進復合材料重要的增強材料，是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資，在當今高速工業化的大背景下，碳纖維用途正趨向多樣化、核心化。
　　由于碳纖維神秘的面紗尚未完全揭開，人們現在還不能直接用碳或石墨來制取，只能采用一些含碳的有機纖維(如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等)為原料，將有機纖維與塑料樹脂結合在一起炭化制得碳纖維。根據原料及生產方式不同，碳纖維主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維、黏膠基碳纖維等。
　　碳纖維除了用于航空航天領域、國防軍事領域和體育休閑用品外，汽車構件、風力發電葉片、建筑加固材料、增強塑料、鉆井平臺等碳纖維新市場也正在興起。待開發市場有壓力容器、醫療器械、海洋開發、新能源等領域.
　　汽車構件
　　由于目前碳纖維的價格偏高，汽車只能說是未來潛在的大市場。但隨著鋼價持續上揚將可縮小兩者間的差距。而采用碳纖維材質將可改善車輛的燃料效能，并使二氧化碳排放減少30％。今后隨著大絲束碳纖維價格的進一步下降及回收技術的確立，預期將應用于汽車的許多部件和結構材料。目前碳纖維復合材料傳動軸、剎車片、尾翼和引擎蓋已經在汽車行業廣泛應用，雖然現在主要是用在豪華車型，但預計未來將在大眾車型中推廣。日產汽車、本田汽車和東麗公司將聯手開發汽車車體用的新型碳纖維材料，使車體較使用鋼材輕40％。隨著碳纖維成本的降低和范圍內對環保要求的提高，碳纖維在汽車行業的需求前景也較為樂觀。
　　日本政府亦支持該項計劃，希望在開發環保車輛的趨勢中取得地位。日本經濟產業省計劃未來五年投資這項計劃20億日元(1，850萬美元)。
　　現在，碳纖維材料也成為了汽車制造商青睞的材料，在高級汽車內外裝飾中開始大量采用。碳纖維作為汽車材料，大的優點是質量輕、強度大，質量僅相當于鋼材的20％～30％，硬度卻是鋼材的10倍以上；所以，采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化取得突破性進展，并帶來節省能源的效益。業界認為，碳纖維在汽車制造領域的使用量會越來越大。據悉，福特和保時捷生產的GT型賽車發動機機罩已全部采用碳纖維材料；奔馳的57S型轎車原來內裝飾全部是木質材料，現在則以碳纖維替代；通用的雪佛萊轎車底盤的內裝飾材料也采用碳纖維；寶馬公司將M6型轎車的頂篷全部采用碳纖維，并進行技術處理，使其保持金屬材料的光澤。
　　梅賽德斯一奔馳新推出的SLR邁凱輪超級跑車運用了高強度碳纖維復合材料，車身幾乎全部采用碳纖維復合材料制成，該車高時速可以達到334 km／h，這款跑車能夠具有如此超高速度，除了采用強悍的動力系統和借鑒F1賽車設計理念外，由高強度碳纖維復合材料制成的車身大大降低了其整車質量，也是使該款超級跑車性能如此卓越的一大“功臣”。與鋼材相比，碳纖維復合材料質量只有鋼的50％，而在碰撞中對能量的吸收能力卻比鋼或鋁高出4～5倍；梅賽德斯一奔馳充分利用該材料的這些特性，不僅降低了車身自重，還可以為乘員提供大限度的安全保障。設計者在SLR的前端結構中嵌入了兩根620ram長的碳纖維縱梁，作為車頭碰撞緩沖部件，在發生正面碰撞時，碰撞能量可以被有效吸收，從而確保乘員艙完好無損；不僅如此，由于SLR的乘員艙也全部采用碳纖維復合材料制成，當發生側面或尾部碰撞時，乘員也可以有充足的安全空間，使人們在乘駕“公路上的F1賽車”時，免去了許多后顧之憂。
　　法國汽車生產商標致公司于2007年8月初推出了更輕量化的308 RC Z概念新車(見下圖)，塑料創新型應用使汽車更加輕量化，全車大量使用了聚碳酸酯(PC)和碳纖維，將聚碳酸酯制作的后部擋風玻璃與大量碳纖維制作的車身組件組合在一起，汽車頂棚板采用碳纖維制作。
　　日產汽車公司于2007年底制定目標：到2015年汽車的質量比2005年減少15％，以節減10％的燃料消耗。豐田公司也制定了中型汽車質量減少約10％的目標。為達減少質量的目標，日產汽車公司將增加新型材料使用量，如碳纖維復合物、玻璃纖維增強塑料、錳合金和超高強度鋼板。據日本先進工業科學和技術研究院的數據，l～1．5噸的汽車質量減少100kg，可提高行駛里程lkm／L。
　　日本各界正積極合作攻關，研發用于汽車的低成本碳纖維材料。成本與鋼鐵汽車相當的“碳纖維汽車”有望在2015年前后實現商品化。據介紹，新型的汽車用碳纖維復合材料質量是現用鋼鐵材料的25％，但強度是鋼材的10倍，以其制造的汽車可以節約燃油30％。目前的汽車中，鋼鐵材料約占車體質量的3／4；而“碳纖維汽車”中新材料幾乎可以完全替代鋼鐵材料，相比目前的汽車，“碳纖維汽車”質量多將減少40％。據介紹，阻礙“碳纖維汽車”商品化的關鍵因素是制造成本，2008年汽車用鋼材的價格約為100多日元／kg、鋁合金材料約為300～400日元／kg，而汽車用碳纖維復合材料的成本目前高達數千日元／ka。為了盡快降低新材料的成本，目前參加合作研發的有著名材料商東麗公司、汽車巨頭日產及本田公司，還有東京大學等高校研究機構，他們的目標是在2015年前后使這一材料技術達到商品化階段。