碳纤维含碳量很高，将它制成碳纤维复合材料，有很强的力学性能。碳纤维复合材料的比强度、比模量比航空航天合金高数倍。也就是说，在相同的抗拉强度和拉伸模量下，碳纤维复合材料制品的重量要远低于合金制品。
先，碳纤维复合材料能有效为飞机减重，令飞机载重量增加、航程延长。在飞机设计领域，飞机自重每减少1千克，相当于增加500万美元的经济效益。
其次，碳纤维复合材料稳定性更好，能经受更多极端恶劣环境的考验。飞机长途飞行时，空气中的硫化物和雨水中的各种酸碱物质会侵蚀机身，碳纤维复合材料的耐腐蚀性和抗疲劳性更强，有着更好的经济效益，能够降低飞机全寿命成本。
再次，碳纤维复合材料还有更多优点。比如，热膨胀系数小，飞机机身不易变形；结构整体优化程度高，组装飞机所用部件更少，提高了生产效率；电磁屏蔽性好，飞机在执行任务时，具有更好的隐身性能。
这些优越的性能，使得碳纤维复合材料在航空领域得以广泛应用。