La fibra di carbonio è un tipo specializzato di fibra composta principalmente da elementi di carbonio; il suo contenuto di carbonio varia a seconda della tipologia specifica, generalmente superiore al 90%. La fibra di carbonio possiede le proprietà caratteristiche dei tipici materiali-a base di carbonio-come resistenza alle alte-temperature, resistenza all'abrasione, conduttività elettrica, conduttività termica e resistenza alla corrosione. Tuttavia, a differenza dei normali materiali in carbonio, mostra una distinta anisotropia nella sua forma fisica; è flessibile, può essere trasformato in varie strutture di tessuto e dimostra una resistenza alla trazione eccezionalmente elevata lungo la direzione dell'asse della fibra. Inoltre, la fibra di carbonio ha un peso specifico basso, che si traduce in una resistenza specifica notevolmente elevata.
La fibra di carbonio è prodotta da fibre chimiche sintetiche che possiedono un alto contenuto di carbonio e non si sciolgono durante il trattamento termico. Queste fibre precursori subiscono una serie di processi di produzione, tra cui la stabilizzazione termica (ossidazione), la carbonizzazione e la grafitizzazione.
La fibra di carbonio è un nuovo materiale che si distingue per le sue proprietà meccaniche superiori. Il suo peso specifico è inferiore a un-quarto di quello dell'acciaio.
I compositi polimerici rinforzati con fibra di carbonio (CFRP) presentano in genere una resistenza alla trazione superiore a 3.500 MPa-da sette a nove volte quella dell'acciaio- e un modulo elastico a trazione compreso tra 23.000 e 43.000 MPa, anch'esso superiore a quello dell'acciaio. Di conseguenza, la resistenza specifica del CFRP-definita come il rapporto tra la resistenza di un materiale e la sua densità-può superare i 2000 MPa/(g/cm³), mentre la resistenza specifica dell'acciaio A3 è semplicemente di circa 59 MPa/(g/cm³); analogamente anche il suo modulo specifico è superiore a quello dell'acciaio.
