碳纖維自身的拉伸強度從2GPa到8GPa，拉伸模量從200GPa到750GPa，所以目前新型工業化使用的高強鋼的強度只有2GPa，鋼的彈性模量是210GPa；換句話說，碳纖維自身的拉伸強度和彈性模量是高強鋼的1-4倍，而密度僅是鋼的1/5。金屬復合材料是各類同性的，即理論上來說拉伸、彎曲的強度和彈性模量是相同的。高分子材料是各向異性的，即不同的方向的拉伸、彎曲的強度和彈性模量，也會存在相應差別；特別是纖維增強的高分子材料，伴隨著纖維長度不斷增加，各類異性表現得更為明顯。碳纖維自身還是有一點各類異性的，可是拉伸和彎曲的強度在同一個數量級上。

碳纖維復合材料不單單是單向帶和編織布（連續纖維），還包括碳纖維粉體、短纖維、中長纖維、長纖維增強復合材料。粉體、短纖維、中長纖維增強的塑料，能通過注塑工藝生產加工成型。長纖維、連續纖維增強復合材料根據模壓、RTM等工藝成型。伴隨著纖維長度不斷增加，復合材料的剛度和強度逐步增加，可是尺寸不確定性逐漸降低、生產效率逐漸降低。

連續碳纖維復合材料，更能充分發揮碳纖維高強度和高模量的優點，在飛機上運用較多，汽車制造業發展潛力較大。短/長碳纖維復合材料，因為成型工藝簡易、傾向于各向同性，也開始逐漸在性能要求沒那么高的應用上發展。