直徑6微米的碳纖維與后面人類頭發的比較每一根碳纖維由數千條更微小的碳纖維所組成,直徑大約5至8微米。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近,是由一層層以六角型排列的碳原子所構成。兩者差別在于層與層之間的連結。石墨是晶體結構,它的層間連結松散,而碳纖維不是晶體結構,層間連結是不規則的。這樣便防止滑移增強物質強度。 碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa也高于鋼。但碳纖維材料也只是沿纖維軸方向表現出很高的強度,其耐沖擊性卻較差,容易損傷,所以在制造成為結構組件時,往往利用其耐拉質輕的優勢而避免去做承受側面沖擊的部分。