Uhlíkové vlákno se týká vlákna s vysokou pevností a vysokým modulem s obsahem uhlíku vyšším než 90%. Vysoká teplotní odolnost se řadí na první místo mezi všemi chemickými vlákny. Je vyroben z akrylových vláken a viskózových vláken oxidací a karbonizací při vysoké teplotě. Je to vynikající materiál pro výrobu leteckého a kosmického a jiného high-tech zařízení.
Uhlíkové vlákno se skládá hlavně z uhlíkového prvku, který má vlastnosti vysoké teplotní odolnosti, odolnosti proti tření, tepelné vodivosti a odolnosti proti korozi. Jeho tvar je vláknitý, měkký a může být zpracován do různých tkanin. Vzhledem k tomu, že jeho grafitová mikrokrystalická struktura je přednostně orientována podél osy vláken, má vysokou pevnost a modul podél osy vlákna. Hustota uhlíkových vláken je malá, takže jejich specifická pevnost a specifický modul jsou vysoké. Hlavním účelem uhlíkových vláken je kompozit s pryskyřicí, kovem, keramikou a uhlíkem jako výztuž pro výrobu pokročilých kompozitních materiálů. Měrná pevnost a specifický modul kompozitů z epoxidové pryskyřice vyztužených uhlíkovými vlákny jsou nejvyšší mezi stávajícími strojírenskými materiály.
Průměr uhlíkových vláken je pouze 5 mikronů, což odpovídá jedné desetině až jedné dvanáctině vlasu, ale jeho pevnost je více než 4krát větší než u hliníkové slitiny.
