碳纖維復合材料拉伸強度高，模量大，密度小，具有較高的比強度和很高的比模量。與傳統金屬材料相比，碳纖維復合材料質量輕，強度高，韌度高，具有明顯的優勢。與同為新型材料的硅基纖維復合材料相比，碳基纖維的拉伸強度約為其3-7倍。

碳基纖維的彈性模量高于硅基纖維，所以碳纖維復合材料在相同外載荷下，應變較小，其制件的剛度比硅基纖維復合材料制件高。高模量碳纖維的斷裂伸長率約為0.5%，高強度碳纖維的約為1%，硅基纖維約為2.6%，而環氧樹脂的約為1.7%，所以碳纖維復合材料中纖維的強度能得到充分的發揮。