Kompoziti od ugljičnih vlakana strukturni su materijali formirani kombinacijom poliakrilonitrilnih (PAN)-vlakana-koja imaju sadržaj ugljika veći od 90%-s materijalom matrice, kao što je smola. Ove kompozite karakterizira visoka čvrstoća, otpornost na koroziju i niska gustoća, dok istovremeno zadržavaju fleksibilnost i mogućnost obrade svojstvenu tekstilnim vlaknima. Njihova vlačna čvrstoća može doseći 7 do 9 puta veću čvrstoću od čelika, sa specifičnom čvrstoćom koja prelazi 2000 MPa/(g/cm³), a gustoća je približno jedna-petina od čelika. Ovaj materijal olakšava smanjenje težine strukturnih komponenti i povećava otpornost na zamor, pronalazeći široku primjenu u područjima kao što su zrakoplovstvo, željeznički prijevoz, proizvodnja automobila i sportska oprema.
Procesi proizvodnje za ovaj materijal uključuju PCM, RTM i SMC kalupljenje; posebice, RTM proces omogućuje integrirano,-prelivanje složenih komponenti u zatvorenom-kalupu. U sektoru željezničkog prijevoza, ovaj materijal doprinosi smanjenju težine vozila; međunarodne studije slučaja pokazuju da se u dizajnu fleksibilnih okvira okretnih postolja težina jezgrenih komponenti može smanjiti na samo 60% od one potrebne za metalne dijelove. U sektoru zrakoplovstva, cijela struktura *Kuaizhou-11* lansirne rakete na kruto gorivo izrađena je od kompozita ugljičnih vlakana; slično, lansirna raketa koja je trenutno predviđena za svoj prvi let ima oplatu izrađenu u potpunosti od kompozita ugljičnih vlakana. Nadalje, materijal se koristi u satelitskim reflektorima, kućištima baterija za nova energetska vozila i projektima strukturalnog ojačanja u građevinskoj industriji.
U arhitektonskim primjenama, kabelske-zatezne strukture koje koriste sve-ugljične-kabele nude superiornu čvrstoću na prekid u usporedbi s alternativama čeličnim-kabelima, omogućujući značajno smanjenje težine u praktičnim primjenama. Određeni vlakovi već su ugradili tehnologije materijala kao što su kompoziti od karbonskih vlakana. U sektoru potrošačke elektronike, određeni proizvodi imaju tijela konstrukcije aviona izrađena od kompozita ugljičnih vlakana-zrakoplovne klase.
Materijal također nalazi primjenu u konstrukcijama brodova i nosivim-komponentama za humanoidne robote. Naime, kompoziti CF/PEEK pokazuju otpornost na zamor od 120 MPa-što je znatno više od 50 MPa koji se obično nalazi u aluminijskim legurama. Unutar sektora zrakoplovne proizvodnje, kompoziti od ugljičnih vlakana koriste se u dijelovima trupa i krila zrakoplova općeg zrakoplovstva, kao iu električnim vozilima za-okomito polijetanje i slijetanje (eVTOL), gdje su njihove nadmoćne prednosti uštede-na težini posebno izražene. Kabeli za vezivanje koji se koriste u sustavima za proizvodnju energije vjetra iz zraka izrađeni su od kompozita ugljičnih vlakana, koji se mogu pohvaliti vlačnom čvrstoćom do 3000 MPa. Konačno, ovaj je materijal uključen u opsežno izvješće koje katalogizira buduće industrije i materijale u nastajanju.
