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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。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以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。而碳纤维增强陶瓷基复合材料（CMC-Cf）在克服陶瓷材料脆性的同时，发挥了其比强度高、耐高温性能优异等优点，同时碳纤维作为增强相，实现了复合材料的轻量化并具有优良的力学性能、抗磨损性能和热传导性能，成为高温结构材料的研究热点。碳纤维已经从起初的***和航空领域，到广泛应用于人们的日常生活在2000℃以内强度和模量随温度升高而增加、良好的***性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性(组织成分及力学性能上均相容)、对宇宙辐射不敏感及在***下强度增加等性能尤其是碳/碳复合材料强度随温度的升高不降反升的***性能

远比聚***便宜，在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚***基碳纤维低。然而要制得***碳纤维，原料沥青中的杂质等必须完全脱除，沥青转化为中间相沥青，这使得***沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上***沥青基碳纤维的成本反而比聚***基碳纤维高。故目前***于只追求性能而不计成本的***数如宇航部门使用。酚醛树脂虽然是***老的一类热固性树脂，但由于他的原料易得，合成方便，以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能，尤其是具有突出的瞬间耐高温烧蚀性能，（贺福。

聚***基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。在生产聚***(PAN)基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚***纤维首先要通过聚合和纺纱，然后将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。20世纪70年代末以来，国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争，促进了PAN基碳纤维工业的长足发展。

碳纤维复合材料已广泛应用于民用大飞机，欧洲空中客车A380使用复合材料达25%左右，美国波音梦幻客机B787使用复合材料达50%。

民用大飞机、支线客机和民用公务机提供树脂体系、高质量的碳纤维预浸料及碳纤维复合材料制件。碳纤维高强度、高模量、耐腐蚀、***等性能，可以有效地提高叶片刚度，减轻叶片重量，增长叶片使用寿命，提高风能利用率。随着大丝束碳纤维的广泛应用，碳纤维价格的不断降低，碳纤维在大型叶片中的应用已成为一种趋势。未来风力发电叶片制造中，碳纤维代替部分玻璃纤维应用于叶片、且用量逐步增加是***碳纤维复合材料发展的必然结果。但中国国内也正掀起一股碳纤维产业热据不完全统计，至2009年3月，国内有数十家企业介入碳纤维或PAN原丝生产，已建成碳纤维年生产能力3000多t，在建1。