碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。
从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳纤维加工过程，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，碳纤维加工厂家，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单力学性能优良，自20世纪60年代后在碳纤维工业发展良好。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。含碳量高于90％的无机高分子纤维（见彩图），其中含碳量高于99
％的称为石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，碳纤维加工厂，热膨胀系数小，耐药品性好，纤维的密度低，碳纤维加工，X射线透过性好。缺点是耐冲击性较差，容易损伤；在热强酸作用下发生氧化，与金属复合时，会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。为此复合前须经表面处理，包括镀镍等。
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