一般碳纖維的碳化溫度在1000 ~ 1500℃。當熱處理到1000℃時，含碳量已達到90% ~ 92%，到1200 ~ 1500℃時，含碳量可達到95%左右。當溫度繼續升高時，碳纖維中殘留的氮、氫等非碳原子進一步被去除，非芳構化碳減少，六邊形碳網平面的環數增加，轉化為類似石墨層的結構。

納米碳纖維主要用于制造碳纖維增強塑料，碳纖維增強塑料是一種復合材料。碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼大、密度比鋁小、耐腐蝕比不銹鋼、耐高溫比耐熱鋼高、導電性像銅的新材料，具有許多有價值的電學、熱學和機械性能。相比之下，不僅含碳量高，拉伸模量也高。因此，石墨纖維又被稱為高模量碳纖維。石墨纖維也有熱膨脹它具有系數小、熱穩定性好、尺寸穩定性等優異性能，被用于制造剛性和薄而尺寸穩定的復合材料部件，在航天飛行和航天領域得到廣泛應用。如人造衛星殼體采用高強度碳纖維復合材料，喇叭天線采用高強度復合材料，以保證在溫度交替的空間環境中尺寸穩定。碳纖維是一種具有優良力學性能的新型材料，具有較強的抗拉性和軟加工性能。