有關專家預測，世界碳纖維需求每年將以大約13％的速度飛速增長，明年聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的全球需求量將達5萬噸，到2012年將達6萬噸，預計到2018年需求量將達到10萬噸。七大碳纖維制造商（東麗、東邦、三菱麗陽、SGL、Hexcel、Cytec和Zoltek），已宣布計劃在未來3～5年內擴產78%，總投資額約為13億美元。瀝青基碳纖維在產業領域的需求也在增長，特別是在環境相關產業的開展引人注目，其市場規模約3000噸，預計到2012年將擴大到4000噸。因此，也有專家指出，2012年碳纖維的供應可能超過需求。
傳統市場提高應用比例
航空航天領域是世界碳纖維的傳統應用市場，新型超大型客機———空中客車A380和波音787，均大量使用環氧樹脂浸漬碳纖維或碳纖維增強塑料（CFRP）作為主要的結構材料。碳纖維復合材料約占A380飛機35噸結構材料中的20％以上，包括中央翼盒、機尾組件以及壓艙壁；波音787中結構材料有近50%需要使用碳纖維復合材料和玻璃纖維增強塑料，包括主機翼和機身。
據英國媒體報道，波音公司的787型夢幻客機近日完成了在美國本土以外的首次試飛。波音787型夢幻客機體現了環保、綠色的特點，比相似類型的飛機可以節省20%的燃油。目前，波音公司已經收到來自56個國家的860架波音787型夢幻客機的訂單。由于金屬腐蝕造成破壞的可能性變小，每架飛機的壽命可能達到50年。
歐洲空中客車公司早前宣布，碳纖維復合材料將在新一代噴氣式客機A350XWB中大量用于主機翼和機身材料，該機型計劃于2013年投入運營。空客公司已與赫氏復材簽訂遠程寬體客機A350XWB主結構件的長期供應合同，要求赫氏復材供應碳纖維復合材料至2025年。此合同預計將給赫氏復材帶來40億～50億美元的收入。赫氏復材為擴大產能將明顯增加投資，以滿足日益增長的A350的訂單。復合材料及其部件將由赫氏復材在美國、法國、西班牙、德國及英國的工廠生產。碳纖維在中小型噴氣客機中的需求也將快速增長，例如三菱重工計劃利用碳纖維復合材料制作新一代支線噴氣客機MRJ主機翼和尾部組件，該機型預計在2013年進入市場。
風機葉片市場應用第二
風能發電成本低廉，已成為人類開發新能源的重要領域。業內人士預計，未來5年風能發電的市場需求將以每年15％～20%的速度增長。
就風能系統而言，丹麥風機生產商維斯塔斯預測，到2020年全球的電力消耗量中，風電的份額最高將達到10%。該公司在風機葉片的載荷加強桿中使用碳纖維，目前為止已經安裝了將近3.4萬套的風機系統。西班牙Gamesa公司也宣稱收到大量風力發電機訂單，部分已安裝完畢。風電應用將推動大絲束（24K）碳纖維產量的增長。全球對清潔能源的需求還將促進終端產品制造商的持續投資。2010年以后，碳纖維在風機葉片中的應用將成為繼航空航天后的第二大應用，歐洲和亞洲在這一領域領先于美國。全球風機裝機容量的增長速度正在加快，高碳纖維含量的長葉片制成的大容量風機將成為主要趨勢。
碳纖維在汽車行業的需求前景也較為樂觀。碳纖維復合材料傳動軸、尾翼和引擎蓋已經在汽車行業廣泛應用，雖然現在主要是用在豪華車型，但預計未來將在大眾車型中推廣。日產汽車、本田汽車和東麗公司將聯手開發汽車車體用的新型碳纖維材料。合作企業還包括三菱麗陽和東洋紡織，目標是在2015年前開始量產，使車體較使用鋼材者輕40%。日本政府亦支持該項計劃，計劃未來5年投資1850萬美元，希望在全球開發環保車輛的趨勢中取得領先地位。
在碳纖維成形隔熱材料領域市場占有率達50％的日本吳羽公司已經宣布，在2012年以前分階段增加在中國的隔熱材料設備，相關項目投產后將比現在產能擴大3倍左右，并將使銷售額增加1倍，約達到120億日元。
循環碳纖維環境友好
碳纖維制品多用于特殊領域，其使用壽命和更新周期均有嚴格要求，大量廢棄的碳纖維產品亟待處理。據日本三菱人造絲公司估計，目前全球廢棄的CFRP約1萬噸，2010年末將達2萬噸。出于環境友好的考慮，發達國家已經展開碳纖維的回收利用工作。德國Thuringian（TITK）研究所開發的新工藝，不采用撕切處理就能從廢棄碳纖維紡織品中獲取長度≥20mm的碳纖維；西班牙INASMET運輸安全機構經過兩年的研究試驗，采用化學和熱解處理技術開發了CF－環氧樹酯復合材料回收再利用的新途徑，其回收產品可用于一般的CFRP。
日本東麗公司、帝人公司（日本東京）和三菱麗陽公司計劃聯手大規模生產循環碳纖維，以促進高強輕質材料的回收利用。這3家企業共同掌握著全球碳纖維70%的市場份額。他們已于2009年建立了一個合資企業，從飛機和其他設備中回收和循環利用使用過的碳纖維。他們還計劃邀請其他碳纖維制造商，如三菱塑料公司和吳羽公司參與合作。
汽車制造者將碳纖維視為輕質汽車材料，在東麗及一些其他公司的推動下，循環碳纖維將進一步得到應用，材料及零件的可回收成分將有所提高。