高性能碳纤维复合材料是以高性能碳纤维为增强体以树脂或陶瓷为基体的复合材料，是先进复合材料的代表。从功能用途角度划分高性能碳纤维复合材料可划分为结构复合材料和功能复合材料两大类。

　　碳纤维结构复合材料以碳纤维增强热固性树脂基体为主，由于具有优异的力学性能(高比模量和比强度) ，已经逐步取代金属材料大量用于航天器的次承力结构，并逐步转向主承力结构，如导弹弹体、火箭箭体、卫星支架、承力筒等， 代表性材料为碳纤维/环氧复合材料。

　　随着碳纤维结构复合材料应用部位的变化和范围的不断扩大对碳纤维、树脂基体以及成型工艺提出了新的要求。采用高强、高模碳纤维，如由T300级碳纤维为主向T800、T1000 级碳纤维发展；高强、高韧、耐高温的新型热固性树脂基体成为发展重点，如双马来酰亚胺树脂( BMI)聚酰亚胺( PI)树脂等，同时大力开发高损伤容限、可修复、可回收的高性能热塑性树脂，如聚醚酰亚胺( PEI)聚醚醚酮、PEEK聚醚酮酮(PEKK)等；重点开展低成本制造技术、构件整体成型技术等，如纤维自动铺放技术、液体成型技术(RTM、RFI、 VARI等）。

　　碳纤维功能复合材料主要用于航天器的防热、隐身、导电导热等结构功能构件，如再入飞行器头部、火箭发动机的热防护部件等，主要包括以碳/酚醛为代表的树脂基防热复合材料和以碳/碳(C/C)碳/碳化硅(C/SiC)为代表的碳基(陶瓷基)防热复合材料。

　　随着新型航天器的发展，树脂基防热材料经历了从单功能到多功能、低性能到高性能，从酚醛树脂、改性酚醛树脂到高性能树脂的发展历程，目前对聚苯并咪唑PBI、聚喹口恶啉、聚苯并恶唑PBO、聚芳基乙炔(PAA)等高性能树脂的应用研究已成为热点；C/C材料是航天领域中极具代表性的先进防热复合材料，由于其高导热、低膨胀、高温力学性能优异的特点是高性能飞行器热防护系统中重要且不可缺少的材料高温长时抗氧化、耐烧蚀/侵蚀、低成制备等，是未来碳/碳材料重点发展的关键技术。