碳纤维是许多细长的碳同素异构体组成，其结构是由一层层以六角型排列的碳原子所构成，各层之间有链接。

　　你可能知道木炭，石墨，钻石等，你也可能知道C60，单壁纳米碳管，这些都是碳的同素异构体。所以碳的结构不同，其组成的物质就可硬可软，碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。

　　碳纤维的独特结构使得它确实“很硬”，这不是指硬度高，而是指它“很结实”，它的强度很高。

　　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。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa／（g／cm3）以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa／（g／cm3）左右，其比模量也比钢高。

　　它的比重低，纵向热膨胀系数是零或小于零，耐蚀性好，使它成为优质的新兴材料，材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料（如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料）的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。