碳纤维是20世纪50年代初应火箭、字航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。20世纪80年代初期高性能及超高性能的碳纤维相继出现。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

　　碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合做成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在刚度、重度、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其密度小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。

　　因为航天飞行器的重量每减少1kg，就可使运载火箭减轻500kg。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的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材料制成的。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。

　　1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。碳纤维及其复合材料既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。因此其近年来发展十分迅速，在航空、航天、汽车、环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域得到了广泛的应用。

　　碳纤维的特性凸显也就意味着可以被应用于很多的领域，主要的应用包括体育运动，例如高尔夫大球棒和钓鱼杆；航空应用包括飞机元件和工业应用。广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。碳纤维的生产成本也在逐渐降低，加工技术趋向多元化，制造商可以按照具体的应用领域提供一系列的碳纤维产品。在土木建材领域中，水泥的用量最大，但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。为了克服这些弊端，人们利用碳纤维的力学特性，用混凝土或水泥做基体，制成碳纤维增强复合材料。

　　碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。由于碳纤维有强度高、模量大、比重小、耐碱腐蚀，对人畜无害等特点，在土木建筑应用中日益受到人们的青睐。