碳纖維主要分為粘膠基、瀝青基和聚丙烯腈（PAN）基三大種類，各有不同的使用場景和生產方法。其中瀝青基碳纖維碳收率最高，可以達到80%-90%，但是在實際生產中，為了從瀝青中獲得高質量、高性能的碳纖維，必須要對瀝青精修精制、調制。此過程會大大增加生產成本，即使瀝青原料來源豐富，價格低廉，也難以應用于大批量工業應用制造。而PAN基碳纖維綜合性能最好、生產工藝成熟簡單、應用最廣、產量最高、品種最多，是目前全球碳纖維市場的主流碳纖維產品，產量占全球碳纖維總產量的90%以上。
市場上常見的碳纖維產品都是繞著紙筒卷曲起來的連續纖維束，纖維束中包含1000到數萬根直徑為5-8μm、斷面為圓形或橢圓形的碳纖維細絲。目前碳纖維的基本形態有連續長纖維和短切纖維（長度為1-100mm的碳纖維）兩種，在實際使用中，根據加工方法和最終制品的形狀等，可以分為各種不同的形態。即通過對連續長纖維和短切纖維精修各種加工，從而獲得織物、編織物、紙、氈等形態。
碳纖維的機械性能會根據具體的型號、級別的差異而在一個很寬的范圍內變動。其中最重要的幾個性能指標為拉伸強度，彈性模量和密度。碳纖維的拉伸強度越高，則說明纖維軸線可以承受的載荷就越高，材料強度越大；彈性模量越大，表示纖維在一定的載荷下的變形量越小，即纖維的剛性越好；密度越小，同體積的纖維重量則越低，相關復合材料的減重效果就越好。根據碳纖維力學性能的差異，我國已于2011年11月13日頒布了《聚丙烯腈（PAN）基碳纖維國家標準（GB/T26752-2011）》，將碳纖維分為高強，高強中模，高模與高強高模四種，由于日本東麗在全球碳纖維行業具有絕對領先優勢，國內在一些相關報告中也會使用日本東麗的T系列與M系列標準進行分類。
