碳纤维复合材料具有高强度、出色的耐热性、出色的抗热冲击性、低热膨胀系数、热容量小(节能)、比重小(钢的1/5)、优秀的抗腐蚀与辐射性能的优势。
       碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构资料。碳纤维增强环氧树脂复合资料，其比强度、比模量归纳指标，在现有结构资料中是最高的。在密度、刚度、分量、疲惫特性等有严格要求的范畴，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合资料都颇具优势。
       碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技能的需要而产生的，还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学范畴。跟着尖端技能对新资料技能性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技能上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研讨和生产已进入一个高级阶段。
      由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合资料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天资料。因为航天飞行器的分量每削减1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合资料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合资料已占全机分量的1/4，占机翼分量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合资料制成的。
      F1(世界一级方程锦标赛)赛车，车身大部分结构都用碳纤维资料。顶级跑车的一大卖点也是周身运用碳纤维，用以提高气动性和结构强度。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他资料。传统运用中碳纤维除用作绝热保温资料外，一般不单独运用，多作为增强资料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等资料中，构成复合资料。碳纤维增强的复合资料可用作飞机结构资料、电磁屏蔽除电资料、人工韧带等身体代用资料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、轿车板簧和驱动轴等。