碳纖維復合材料具有高強度、出色的耐熱性、出色的抗熱沖擊性、低熱膨脹系數、熱容量小(節能)、比重小(鋼的1/5)、優秀的抗腐蝕與輻射性能的優勢。
       碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，制成結構資料。碳纖維增強環氧樹脂復合資料，其比強度、比模量歸納指標，在現有結構資料中是最高的。在密度、剛度、分量、疲憊特性等有嚴格要求的范疇，在要求高溫、化學穩定性高的場合，碳纖維復合資料都頗具優勢。
       碳纖維是50年代初應火箭、宇航及航空等尖端科學技能的需要而產生的，還廣泛應用于體育器械、紡織、化工機械及醫學范疇。跟著尖端技能對新資料技能性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不斷努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纖維相繼出現，這在技能上是又一次飛躍，同時也標志著碳纖維的研討和生產已進入一個高級階段。
      由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合資料，由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天資料。因為航天飛行器的分量每削減1公斤，就可使運載火箭減輕500公斤。所以，在航空航天工業中爭相采用先進復合資料。有一種垂直起落戰斗機，它所用的碳纖維復合資料已占全機分量的1/4，占機翼分量的1/3。據報道，美國航天飛機上3只火箭推進器的關鍵部件以及先進的MX導彈發射管等，都是用先進的碳纖維復合資料制成的。
      F1(世界一級方程錦標賽)賽車，車身大部分結構都用碳纖維資料。頂級跑車的一大賣點也是周身運用碳纖維，用以提高氣動性和結構強度。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他資料。傳統運用中碳纖維除用作絕熱保溫資料外，一般不單獨運用，多作為增強資料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等資料中，構成復合資料。碳纖維增強的復合資料可用作飛機結構資料、電磁屏蔽除電資料、人工韌帶等身體代用資料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、轎車板簧和驅動軸等。