碳纤维增强碳/碳复合材料由石墨基体和具有增强功能的碳纤维组成。这种材料的成本很高，经常用于高性能或者极端条件下的一些应用，主要是航天科技。比如航天飞机的头锥和机翼前缘。它也用作托卡马克反应堆中的面向等离子体的材料。此外，在F-1赛车和飞机的制动系统中，碳/碳刹车盘和刹车片也是标准配置。由于这类材料具有优异的抗热震性和较低的热膨胀系数，因此适用于高温下工作的结构材料。