碳纖維材料具有良好的物理化學性質，其質量輕，密度為1.5～2g／cm3，它的密度不到鋼的四分之一，但拉伸強度是鋼的7～9倍，其良好的比強度使得其被廣泛應用于航空航天等要求輕質高強的領域。其化學性質同樣良好，具有耐腐蝕、耐疲勞、耐高低溫，同時其具有良好的導電性，介于金屬和非金屬之間。除此之外，碳纖維還具有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和使中子減速等特性。