Koolstofvezel is een gespecialiseerd type vezel dat voornamelijk bestaat uit koolstofelementen; het koolstofgehalte varieert afhankelijk van het specifieke type en bedraagt doorgaans meer dan 90%. Koolstofvezel bezit de karakteristieke eigenschappen van typische koolstof-gebaseerde materialen-zoals hoge-temperatuurbestendigheid, slijtvastheid, elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid en corrosieweerstand. In tegenstelling tot gewone koolstofmaterialen vertoont het echter een duidelijke anisotropie in zijn fysieke vorm; het is flexibel, kan worden verwerkt tot verschillende weefselstructuren en vertoont een uitzonderlijk hoge treksterkte in de richting van de vezelas. Bovendien heeft koolstofvezel een laag soortelijk gewicht, wat resulteert in een opmerkelijk hoge soortelijke sterkte.
Koolstofvezel wordt vervaardigd uit synthetische chemische vezels die een hoog koolstofgehalte hebben en niet smelten tijdens thermische verwerking. Deze precursorvezels ondergaan een reeks productieprocessen, waaronder thermische stabilisatie (oxidatie), carbonisatie en grafitisering.
Koolstofvezel is een nieuw materiaal dat zich onderscheidt door zijn superieure mechanische eigenschappen. Het soortelijk gewicht is minder dan een-kwart van dat van staal.
Composieten met koolstofvezel-versterkt polymeer (CFRP) vertonen doorgaans een treksterkte van meer dan 3500 MPa-zeven tot negen maal die van staal-en een elastische trekmodulus variërend van 23.000 tot 43.000 MPa, wat ook hoger is dan die van staal. Bijgevolg kan de specifieke sterkte van CFRP-gedefinieerd als de verhouding tussen de sterkte van een materiaal en zijn dichtheid-meer dan 2000 MPa/(g/cm³) bedragen, terwijl de specifieke sterkte van A3-staal slechts ongeveer 59 MPa/(g/cm³) bedraagt; op dezelfde manier is de specifieke modulus ook hoger dan die van staal.
