碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能，是当今世界首选的高性能增强纤维材料。目前，它已经广泛用于航天、航空、能源、交通、石油、化工、化肥、农药、纺织机械、建筑材料、环境工程、电子工程、医疗机械、文体器材和劳动保护等领域。
碳纤维以其固有的特性赋予了其复合材料优异的性能。在工程塑料改性方面，它赋予工程塑料高强高模；在导电性能方面，碳纤维可以改善注射模塑共混物、涂料抗静电性能、制作电热元件、具有电磁屏蔽性能；在摩擦材料方面，碳纤维赋予材料以耐高温、耐腐蚀的性能，与树脂组成的C/C复合材料又是最耐腐蚀的材料之一。
1、碳纤维应用种类
（1）长丝碳纤维（continuous carbon fiber）
长丝碳纤维可用于缠绕压缩天然气瓶（CNGV），油田抽油杆，碳纤维远红外地热电缆、碳纤维增强板材，碳纤维加固补强布、带、预应力筋，模型骨架材料，摇篮、帐篷支架，海上石油钻井平台支架，隧道、地铁工程，桥梁修复补强，风力发电机叶片等。
（2）短切碳纤维（chopped carbon fiber）
碳纤维增强水泥，密封填料，碳纤维增强尼龙、四氟乙烯等各种工程塑料（如笔记本电脑外壳，自行车车架，汽车挡泥板、保险杠，增强家具板材，安全头盔等），碳纤维毡，各种导电纸，防静电材料（复合地板、地毯、矿用风机叶片等），各种电磁屏蔽材料，C/C复合耐磨耐高温密封材料，防火材料（防火壁纸、窗帘等），吸附材料，油田输气、输油管道等。
（3）研磨纤维
研磨碳纤维一般用于塑料填充，包括抗静电、电磁屏蔽、复合材料富树脂表面的增强、低成本聚氨酯摩擦材料。
（4）碳布
混凝土梁抗弯、抗剪加固；混凝土楼板、桥板加固补强；混凝土砖砌体墙、剪力墙补强；桥墩、桩等柱体加固补强；烟囱、隧道、水池、混凝土管等补强性能下降、致癌的缺点；作为隔热材料，碳纤维的耐热温度最高可达3000℃，远远高于传统的隔热材料，而且不污染环境。
（5）碳毡
可应用于电阻材料领域和摩阻材料领域，如各种电热元件和耐摩材料等；同时也具有耐高温性能，广泛用于各种真空或惰性气氛炉的隔热材料领域，如：碳纤维石英电热管、隔热砖、防火墙体，防火板，耐磨材料等。作为电阻材料，避免了传统电热丝中镍镉铅等重金属对环境的污染；作为摩阻材料，碳纤维在一定的温度范围内其性能随温度的升高而增强，克服了传统石棉材料高温耐摩。