航天器苛刻的使用环境对结构材料的拉伸性能、压缩性能、抗冲击、疲劳等性能有极高的要求。碳纤维优异的力学性能可以满足航天航空复合材料的要求。在大型飞机、通用客机、运载火箭、商业卫星等领域有广阔的应用前景。
传统的风力发电叶片采用的是玻璃纤维复合材料，为了提高风力发电的效率，在有限的土地上进行更大规模发电，必须使用高刚性的碳纤维风电叶片。碳纤维拥有高比强度、高比拉伸模量等优良的特性、在风力发电领域拥有广阔的应用前景。
与金属材料相比，碳纤维复合材料在汽车整车和零部件上的使用可实现100-350公斤减重，碳纤维复合材料具有整体成型、可设计性强、减震性能良好等优点，是汽车轻量化的必由之路。当前，几乎所有的新能源汽车上均成功批量使用碳纤维复合材料，减重效果明显，性能提升稳定。
碳纤维高强高模的特性赋予复合材料轻质高刚性的特点，在运动休闲、体育器材领域中拥有无可比拟的优势，人们可以在使用过程中获得非凡的现代体验。碳纤维复合材料在高尔夫球杆、网球拍、钓鱼竿、自行车、赛车、滑雪板等高档文体用品中广泛应用，碳纤维复合材料制作的高尔夫球杆比金属杆减重近50%。钓鱼竿、羽毛球拍、滑雪板、高尔夫球杆等体育用品的碳纤维67%是大丝束，随着大丝束价格的降低和性能提高，碳纤维用量还在继续增加。