碳纖維是一種碳含量在95%以上的無機纖維，由不同原料經聚合、紡絲、氧化、高溫碳化而成。根據原料種類，碳纖維主要有聚丙烯腈基碳纖維、粘膠基碳纖維和瀝青基碳纖維3種。其中，以石油化工產品丙烯腈為主要原料的聚丙烯腈基碳纖維，占世界碳纖維總產量的90%以上，是碳纖維的主要來源。

　碳纖維具有細如發絲、輕若鴻毛、強過鋼鐵等優異性能。碳纖維直徑通常為5—7微米，只有頭發絲1/10左右粗細，密度較小，一般為鋼的1/5、鈦的2/5、鋁的3/5。雖然“身輕體薄”，碳纖維強度卻非常高，一般為鋼的35倍。實際應用中，通常會將數量的碳纖維“細絲”像編繩子一樣纏繞起來，一束標準的12K（即1.2萬根）碳纖維不到一支鉛筆粗，卻可以承受130千克左右的重量。與此同時，碳纖維能在3000攝氏度高溫下安然無恙，在零下100攝氏度到100攝氏度之間，其尺寸基本保持不變，并且能在高腐蝕性環境里使用，可謂“真金不怕火煉”。

要想獲得這樣的特性并不容易。碳纖維制備流程長、工藝復雜，難度堪比芯片和微納光刻。碳纖維制備流程包括上百個細分工序，涉及高分子化學、高分子物理、材料科學、高分子加工與紡絲工程、工業自動化控制、高溫工程等，其工藝控制點上千，工藝參數過萬項，每一項參數的變化都會影響碳纖維的終性能。當前的芯片光刻技術達到幾納米尺度，與之相似，碳纖維也要求碳纖維內部缺陷控制在10納米以內。碳纖維還要經過從普通室溫到1700攝氏度甚至2500攝氏度的高溫碳化，且溫度精度要控制在5—10攝氏度，難度可見一斑。可以說，每一束碳纖維材料都是千錘百煉得來的。因為技術要求高、制造難度大，碳纖維價格比較昂貴，宇航級碳纖維價格在每千克數千元到萬元之間，是鋼和鋁合金價格的幾十倍，但碳纖維憑借其優異性能，依然成為國民經濟和建設的關鍵材料。