碳纤维具有轻质、高强度、高模量、耐高温、耐冲击、耐化学腐蚀、膨胀系数低等优点，其缺点是断裂伸长率不高，韧性不强。因此，碳纤维单独使用的意义不大，主要作复合材料的增强纤维，如增强塑料、增强水泥、增强陶瓷、增强金属以及碳/碳复合材料等。

在飞机领域,用碳纤维复合材料替代飞机的部分铝合金,可使机身质量减轻15% 40%。据估算,喷气客机的质量没减轻450g ,在整个飞机使用期内可节省约1000美元的费用。宇宙空问的气候

条件变化莫测,阳光直射时最高温度可达100°C以上,而背阳环境下的温度可低至-200°C以下,这就要求飞行器能够适应温度剧烈变化的空间环境,经过合理设计的碳纤维复合材料的膨胀系数可接近零,将之用作宇航材料如同步通讯卫星上的反射天线、太阳能电池框架、抛物线装置等零部件, 不仅强度高和模量大,而且还显示出优异的尺寸稳定性。碳纤维复合材料共有优良的耐烧蚀性能,当飞船返回大气层时,以8km/s的速度下降,飞船表面的温度高达3000°C ,但仅有少表面的碳纤维复合材料被烧蚀,把热最带走,保护飞船内部不受损坏。

在交通运输领域,碳纤维的应用也不断扩大。汽车上有20%-60%的部件如躯动轴、弹簧、轮毂、 壳体、保险杠、操纵杆等都可以用碳纤维增强塑料来制造,可使汽车减重70% ,节省大量汽油,燃料费川可节省35%以上。减轻车身质量不仅可以竹能而比可以有效地改进交通工.S!的运行性能。如降低噪声、提高运行速度、减少污染、降低能耗。

在建筑领域,碳纤维增强水泥材料在建筑方面的应用近年取得令人瞩目的进展。在水泥中加入约4%的碳纤维,可使水泥的韧性提高30%-50% ,断裂强度提高2倍左右,并且裂纹少,耐腐蚀性提高。碳纤维增强水泥还可用于桥梁、烟囱、屋顶、地面板、各种管材、棒材等。

在运动器械上碳纤维的应用数量约占世界碳纤维总消耗量的50%左右。目前用碳纤维复合材料制成的运动器械有:高尔夫球杆、钓鱼竿、网球及羽毛球拍、 滑雪橇、弓、滑水板、桅杆、跳高撑竿、赛车、赛艇、模型等。在这一领域,碳纤维复合材料的用量最大。

在纺织工业领域,碳纤维复合材料还可用作纺织用剑杆织机的剑杆、剑头及高速织机的综框、纺织机械中高速旋转的部件和梭子等。在其他方面,如化工、能源、纺织、生物、电子电器、医疗卫生、铺饰或装饰材料等方面,碳纤维的应用领域日趋渐多，其发展大有“黑色革命” 浪潮迅速蔓延之势。