碳纤维为含碳量在95%以上的高强度碳材料，它是由石墨微晶等有机物纤维沿纤维轴向堆砌而成，经碳化及石墨化工艺处理而得到的微晶石墨集合体。碳纤维以其优异的比强度、比模量、耐腐蚀、吸能等性能，在航天航空、军工核能、轨道交通、汽车、体育休闲等领域得到广泛的应用。

　　碳纤维与高分子树脂、陶瓷、金属等基体材料复合而制成的结构材料简称“碳纤维复合材料”。碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）具有密度小、质量轻、高强度、高断裂韧性、耐化学腐蚀、可设计性强、加工性能好、热膨胀系数小、抗辐射抗老化、减振阻尼性能好等显著优点，既能够满足设计部件高强度、轻量化的设计要求，还能提高汽车的安全性能。目前碳纤维复合材料已成为继高强特种钢、铝合金、镁合金、工程塑料和玻璃纤维复合材料等材料后汽车工业领域最前沿、最具发展潜力的轻量化材料。

　　随着汽车的发展，车身尺寸不断增大、安全系数不断提高、配置越来越丰富、结构越来越复杂，又要保持合理的车重，选择合适的材料至关重要。可以说，轻量化材料的选择，真正体现了汽车品牌之间的研发核心技术差距。碳纤维复合材料的应用主要是为了能满足汽车刚性性能需求，又实现了汽车的轻量化。碳纤维不但能达到节能减排的全球性需求，也能解决消费者所关心的节能省油问题，因此碳纤维复合材料可以作为汽车的未来主流材料。

　　碳纤维的密度接近钢铁材料的1/5，目前车体常规质量在400～500kg，而一个全碳纤维跑车的车体质量不足百公斤。汽车质量每减小10%，可降低6%以上的油耗使续航能力大幅提升，降低5%以上的排放。正因其广泛的应用前景，碳纤维被称为21世纪即将井喷的“黑色黄金”。据研究表明，汽车制造商为了减轻1kg车重所投入的费用比增加1马力动力更为高昂。

　　碳纤维增强复合材料是很理想的汽车覆盖件用非金属材料。它的高强度可以在保证汽车的防撞性能的同时，大大减轻车身质量。以中国科学院研发的一辆碳纤维汽车为例，在金属材质的汽车引擎盖上，使用榔头用力敲击，漆盖上会有明显的凹陷，而利用碳纤维制作的汽车车壳却非常坚固，用力击打车盖后会迅猛反弹，车身表面无受损痕迹。中国科学院研究人员表示使用碳纤维复合材料做的汽车，与普通用钢材制造的汽车相比，质量轻、速度快、油耗低，质量比普通钢材的汽车减少60%，在同样油耗工况条件下，这辆碳纤维汽车每小时至少多行驶50km。

　　碳纤维复合材料的抗拉强度和拉伸模量受到碳纤维品种、内部结构、用量、铺层使用方式以及树脂种类等多方面因素的综合影响，性能和使用方式不一。碳纤维复合材料在抗拉强度、比强度、拉伸模量，尤其是在比强度和比模量方面比现有使用材料体系有显著提高，这些是碳纤维复合材料的核心性能优势和价值体现，也是碳纤维在汽车行业得到广泛关注的原因。