碳纤维可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维；根据性能可分为一般、高强度、高强度、高模型和超高模型碳纤维；根据状态分为长丝、短纤维和短切割纤维。

根据械性能分为通用型和高性能型。通用碳纤维强度为1000兆帕，模量为1000兆帕。G帕左右。高性能碳纤维分为高强度(2000兆帕，2500模量。G高模型(3000模量)和高模型(3000模量)G帕以上)。强度大于4000兆帕的也叫超高强度；模量大于4500G叫超高模型。

随着航空航天和航空工业的发展，也出现了高强度和高伸长碳纤维，其伸长率超过2%。聚丙烯腈是最大的用量PAN基碳纤维。市场上碳纤维超过90%PAN以碳纤维为主。

由于碳纤维的神秘面纱尚未完全揭开，人们不能直接使用碳或石墨，只能使用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）作为原料，将有机纤维与塑料树脂碳化。