Углеродное волокно – это волокнистый углеродный материал. Это новый тип материала, обладающий большей прочностью, чем сталь, меньшей плотностью, чем алюминий, более высокой коррозионной стойкостью, чем нержавеющая сталь, более высокой термостойкостью, чем жаропрочная сталь, и проводящий, как медь, со многими ценными электрическими, термическими и механическими свойствами. Углеродное волокно в основном перерабатывается в армированный углеродным волокном пластик, который представляет собой композитный материал для применения. Каждое углеродное волокно состоит из тысяч более мелких углеродных волокон диаметром около 5–8 мкм. На атомном уровне углеродное волокно очень похоже на графит, состоящее из слоев атомов углерода, расположенных в шестиугольной форме. Разница между углеродным волокном и графитом заключается в соединении между слоями. Графит представляет собой кристаллическую структуру, его межслоевое соединение рыхлое, а углеродное волокно не является кристаллической структурой, межслоевое соединение нерегулярное, что может предотвратить проскальзывание и повысить прочность материи.
Как правило, плотность углеродного волокна составляет 1750 кг/м3, теплопроводность высокая, но мощность передачи энергии низкая, а удельная теплоемкость углеродного волокна также ниже, чем у меди. При нагревании углеродное волокно становится толще и короче. Хотя естественный цвет углеродного волокна — черный, ученые могут окрасить его в разные цвета.