完整的碳纖維產業鏈包含從一次能源到終端應用的完整制造過程：先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯，并經氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈經聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈（PAN）原絲；再經過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維；碳纖維可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料，作為生產碳纖維復合材料的原材料；碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結合，形成碳纖維復合材料，最后由各種成型工藝得到下游應用需要的最終產品。
碳纖維按照絲束大小分類被劃分為宇航級和工業級兩類，亦稱為小絲束和大絲束。K表示碳纖維單絲的數量，如1K代表一束纖維絲里包含了1000根單絲。小絲束碳纖維在工藝控制上要求更嚴格，碳化等設備造價高；大絲束碳纖維生產成本相對較低，具有更高的性價比，但是相對大絲束碳纖維在一些性能上相對劣勢。
碳纖維“剛柔并濟”，具有出色的力學性能和化學穩定性，密度不到鋼的1/4、強度是鋼的5-7倍，是目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量的纖維，并具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及濕膨脹系數低、X光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點，是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資，廣泛應用于軍工、航空航天、體育用品、汽車工業、能源裝備、醫療器械、工程機械、交通運輸、建筑及其結構補強等領域。
