Si produce a partire da fibre polimeriche come il Rayon o il PAN (Poliacrilonitrile) che subiscono trattamenti termici finalizzati a ottenere un materiale filiforme costituito interamente da atomi di carbonio. Ha un colore tipicamente nero ed è costituita da migliaia di filamenti che, uniti tra loro, costituiscono una vera e propria fibra tessile.
Si utilizza prevalentemente per costruire componenti altamente prestazionali in diversi settori, dall'automobilistico all'aerospaziale, dal tessile al medicale. In molti casi si uniscono le proprietà meccaniche della fibra di carbonio alla sua estetica unica ed elegante per creare oggetti di design e per valorizzare l'estetica del prodotto. La fibra di carbonio, per essere trasformata in prodotto finito, deve essere unita ad una matrice, ovvero a un materiale che la avvolge e la trasforma in un laminato rigido e di forma definita. La matrice, solitamente, può consistere in un materiale plastico (tipo nylon) o in una resina termoindurente.