Sợi carbon là một vật liệu carbon dạng sợi. Nó là một loại vật liệu mới có độ bền cao hơn thép, mật độ nhỏ hơn nhôm, khả năng chống ăn mòn mạnh hơn thép không gỉ, chịu nhiệt độ cao hơn thép chịu nhiệt và dẫn điện như đồng, có nhiều tính chất điện, nhiệt và cơ có giá trị. Sợi carbon chủ yếu được chế tạo thành nhựa gia cố bằng sợi carbon, là vật liệu tổng hợp để ứng dụng. Mỗi sợi carbon bao gồm hàng ngàn sợi carbon nhỏ hơn, có đường kính khoảng 5 μm ~ 8 μm. Ở cấp độ nguyên tử, sợi carbon rất giống với than chì, bao gồm các lớp nguyên tử carbon được sắp xếp theo hình lục giác. Sự khác biệt giữa sợi carbon và than chì là sự kết nối giữa các lớp. Than chì là một cấu trúc tinh thể, kết nối giữa các lớp của nó lỏng lẻo, trong khi sợi carbon không phải là cấu trúc tinh thể, kết nối giữa các lớp không đều, có thể ngăn ngừa sự trượt và tăng cường độ bền của vật chất.
Thông thường, mật độ sợi carbon là 1750kg / m3, độ dẫn nhiệt cao nhưng khả năng truyền tải điện thấp và nhiệt dung riêng của sợi carbon cũng thấp hơn so với đồng. Khi đun nóng, sợi carbon trở nên dày hơn và ngắn hơn. Mặc dù màu sắc tự nhiên của sợi carbon là màu đen nhưng các nhà khoa học có thể nhuộm nó thành nhiều màu khác nhau.