碳纤维的应用通常呈现为碳纤维复合材料。碳纤维复合材料由基体材料和增强纤维材料组成，在性能上互相弥补，根据不同的基体材料可分为树脂基复合材料（CFRP）、碳/碳复合材料（C/C）、金属基复合材料（CFRM）、陶瓷基复合材料（CFRC）和橡胶基复合材料（CFRR），目前主要以树脂基复合材料为主，约占全部碳纤维复合材料的 90%以上。 碳纤维按原丝类型可分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基。其中聚丙烯腈（PAN）基由于其工艺相对简单，性能优良，是目前主流产品，产量约占全球碳纤维总量的 90%以上，而粘胶基和沥青基碳纤维仍然处于开发阶段，只有小规模的生产。 碳纤维按照力学性能可分位高强型、高强中模型、高模型和高强高模型，划分的维度为碳纤维的拉伸强度和拉伸模量。上述标准是我国 2020 年发布的 GB/T 26752-2020 所规定的聚丙烯腈基碳纤维国家标准，由于日本东丽在全球碳纤维行业中具有领先优势，业内一般以日本东丽的产品牌号为基础，将碳纤维产品划定为 T300、T700、T800 等不同级别，国内大部分碳纤维厂商在此基础上确定自身的产品牌号，根据吉林碳谷的年报，随着我国碳纤维技术的发展，行业整体达到了 T400 的技术能力，部分企业实现了 T700 碳纤维规模化生产，T800 及以上已经进入了小批量试验生产。例如中复神鹰相继开发出 T700、T800、T1000、M30、M35、M40 等级别的碳纤维，光威复材的产品涵盖 T300、T700、T1000、M40J、M55J等。