คาร์บอนไฟเบอร์ (ย่อมาจาก CF) เป็นเส้นใยอนินทรีย์ที่มีโครงสร้างโซ่คาร์บอนหลัก โดยมีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 90% ที่เกิดขึ้นจากการแตกร้าวและการคาร์บอไนเซชันของเส้นใยอินทรีย์ เช่น โพลีอะคริโลไนไตรล์ (หรือแอสฟัลต์ วิสโคส) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ถือเป็นเส้นใยที่มีความแข็งแรงจำเพาะและโมดูลัสจำเพาะสูงสุดในบรรดาเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่ผลิตเป็นจำนวนมากที่มีอยู่ในปัจจุบัน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ระบบขนส่งทางราง ยานยนต์ต่อเรือ พลังงานใหม่ และสาขาอื่นๆ
คาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักน้อยกว่า 1/4 ของเหล็ก แต่แข็งแรงกว่าเหล็ก 7 ถึง 9 เท่า และมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง จึงได้รับการขนานนามว่า "ทองคำดำ" และ "ราชาแห่งวัสดุใหม่" ไม้เบสบอล ไม้เทนนิส จักรยาน รถยนต์ ใบกังหันลม เครื่องบิน ยานปล่อย... คาร์บอนไฟเบอร์มีการใช้งานที่หลากหลาย
