碳纤维的主要用途是作为增强材料，与树脂、金属、陶瓷等基体材料复合成型，用作结构材料。目前，碳纤维复合材料的船舶推进器螺旋桨桨叶一般采用碳纤维增强环氧树脂复合材料制造，虽然采用复合材料制造的桨毂也已出现，但桨毂仍主要采用铜合金等金属材料制造。碳纤维复合材料桨叶通常用粘合剂或螺栓固定在金属桨毂上。

　　研究人员曾设计了大量的试验来对比几何形状相同的复合材料螺旋桨和金属螺旋桨的性能。试验结果表明:在航速、油耗、引擎负荷和使用寿命等方面，两者大致相同。但复合材料螺旋桨可将引擎和桨轴的振动效应降低25%，从而进一步降低船体的振动和噪声。

　　此外，复合材料最大的特点是质量轻，相比金属材料可在不增加螺旋桨重量的情况下增加螺旋桨桨叶的厚度，根据叶厚与空泡性能的“空泡斗”关系，调整桨叶厚度，可以获得最佳的空泡性能。

　　对于大型船舶，减轻自重是提高性能的重要途径之一。通常，船舶采用的金属轴系质量相当大，特别是在大型船舶中，推进轴的质量约占整船质量的2%，而使用碳纤维复合材料可显著减轻船舶驱动轴的重量，驱动轴越长，减重量越大;碳纤维复合材料推进轴具有较高的弹性，适应性强，可以随着船体变形，因此，其应用可以减少所需弹性联轴节的数量，简化齿轮系统，降低安装及轴承支撑件的成本并实现减重，碳纤维复合材料的应用也可使振动问题大幅改善。此外，水下环境腐蚀性强，金属材料在船舶中的应用还面临着严峻的腐蚀问题，而复合材料的应用可以解决这个问题，且磨损较小，使用周期更长。

　　当然，碳纤维复合材料螺旋桨与NAB合金螺旋桨相比也存在一些缺点。流固耦合性能计算研究结果表明，碳纤维复合材料螺旋桨的最大叶梢变形较大，而碳纤维复合材料推进轴的不足之处主要是硬度不够，能够传输的推力和转矩有限。

　　目前，研究人员正在致力于提高碳纤维复合材料推进轴的硬度，以传输更大的推力和转矩。此外，碳纤维复合材料虽然整体强度高且变形承受程度很大，但其塑性不如金属材料，如果局部受力很容易产生裂缝等结构损伤。针对这一问题，研究人员研发了可更换叶片的碳纤维复合材料螺旋桨，可通过更换叶片的方式弥补这方面的不足。