Uhlíkové vlákno je špecializovaný typ vlákna zložený predovšetkým z uhlíkových prvkov; jeho obsah uhlíka sa líši v závislosti od konkrétneho typu, spravidla presahuje 90 %. Uhlíkové vlákno má charakteristické vlastnosti typických materiálov na -karbónovej báze-, ako je vysoká-teplotná odolnosť, odolnosť proti oderu, elektrická vodivosť, tepelná vodivosť a odolnosť proti korózii. Na rozdiel od bežných uhlíkových materiálov však vykazuje výraznú anizotropiu vo svojej fyzickej forme; je flexibilný, dá sa spracovať do rôznych štruktúr tkaniny a vykazuje výnimočne vysokú pevnosť v ťahu v smere osi vlákna. Okrem toho má uhlíkové vlákno nízku špecifickú hmotnosť, čo vedie k pozoruhodne vysokej špecifickej pevnosti.
Uhlíkové vlákno sa vyrába zo syntetických chemických vlákien, ktoré majú vysoký obsah uhlíka a počas tepelného spracovania sa neroztopia. Tieto prekurzorové vlákna prechádzajú radom výrobných procesov, vrátane tepelnej stabilizácie (oxidácie), karbonizácie a grafitizácie.
Uhlíkové vlákno je nový materiál, ktorý sa vyznačuje vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami. Jeho špecifická hmotnosť je menšia ako-štvrtina mernej hmotnosti ocele.
Kompozity z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami-(CFRP) zvyčajne vykazujú pevnosť v ťahu presahujúcu 3500 MPa-sedem až deväťnásobok pevnosti ocele-a modul pružnosti v ťahu v rozsahu od 23 000 do 43 000 MPa, ktorý je tiež vyšší ako pevnosť ocele. V dôsledku toho môže špecifická pevnosť CFRP-definovaná ako pomer pevnosti materiálu k jeho hustote{10}}presahovať 2 000 MPa/(g/cm³), zatiaľ čo špecifická pevnosť ocele A3 je len okolo 59 MPa/(g/cm³); podobne aj jeho špecifický modul je vyšší ako u ocele.
