Uhlíkové vlákno je nový typ vláknitého materiálu s vysokou pevnosťou a vysokým modulom vlákna s obsahom uhlíka viac ako 95 percent. Ide o mikrokryštalický grafitový materiál získaný karbonizáciou a grafitizáciou, ktorý vzniká ukladaním organických vlákien, ako sú mikrokryštály vločkového grafitu, pozdĺž axiálneho smeru vlákna. Má vysokú axiálnu pevnosť a modul, nízku hustotu, vysoký špecifický výkon a žiadne tečenie, odolnosť voči ultra vysokej teplote v neoxidačnom prostredí, dobrú odolnosť proti únave.
Uhlíkové vlákno má vynikajúce mechanické vlastnosti a má tiež vynikajúce vlastnosti, ako je nízka hmotnosť, vysoká pevnosť, vysoký modul pružnosti, odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám, odolnosť proti korózii, odolnosť proti únave atď.
Jeho tvar je výrazne anizotropný, mäkký a dá sa spracovať do rôznych tkanín, vykazuje vysokú pevnosť pozdĺž osi vlákna a je široko používaný v letectve, národnej obrane, doprave, energetike, športe a voľnom čase a iných oblastiach.