碳纤维（carbon fiber，CF）是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

碳纤维是由缩合多环芳烃构成的石墨片层所组成，属于二维乱层石墨结构。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有高硬度、高强度、重量轻、耐腐蚀性、耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀、耐高温低温、摩擦系数低、耐疲劳耐磨损、热膨胀系数小、抗老化、使用寿命长等特性。碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，这也使其在航空航天、土木工程、军事、赛车与其他竞技体育运动制品中很受欢迎。