Posebno vlakno izrađeno od karbona. Ima karakteristike otpornosti na visoke temperature, otpornosti na trenje, električne vodljivosti, toplinske vodljivosti i otpornosti na koroziju, a njegov oblik je vlaknast, mekan i može se preraditi u različite tkanine. Zbog preferirane orijentacije mikrokristalne strukture grafita duž osi vlakna, ima visoku čvrstoću i modul duž osi vlakna. Gustoća karbonskih vlakana je mala, pa su njegova specifična čvrstoća i specifični modul visoki. Glavna svrha ugljičnih vlakana je kompozitiranje sa smolom, metalom, keramikom i ugljikom kao ojačavajućim materijalom za izradu naprednih kompozitnih materijala. Specifična čvrstoća i specifični modul kompozita epoksidnih smola ojačanih ugljičnim vlaknima najveći su među postojećim inženjerskim materijalima.