碳纖維復合材料有很多優越的性能，耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、質量輕、強度高、韌性好等等，由于它突出的性能優勢，在很多領域都有應用，不過最主要的應用領域有:航天航空、汽車制造、工業應用、體育用品、生物醫療等等。

碳纖維復合材料最早使用在航空航天領域，像現在的很多民用無人機，大部分都是使用碳纖維復合材料制作而成的。對于汽車行業來講，在其局部都會使用到被纖維復合材料，高端車型對于碳纖維材料的使用會多些，中低端車型碳纖維只是起點綴作用。對于工業應用來講，碳纖維應用就非常廣泛了，很多設備的關鍵部位都會使用碳纖維材料來替代傳統材料，目前碳纖維在體育用品領域也得到了廣泛的運用，碳纖維釣魚竿、碳纖維匹克球拍、碳纖維網球拍、碳纖維捧球拍、高爾夫球桿、碳纖維沖浪板等等。還有碳纖維在生物醫療方面也有長足的發展。