盡管碳纖維均是有原料纖維經高溫碳化而成，但根據基礎原料不同可以分為三類：1、以聚丙烯腈（PAN）為原料高溫碳化形成的碳纖維為PAN基碳纖維；2、以瀝青為原料高溫碳化形成的碳纖維為瀝青基碳纖維3、以粘膠纖維原料高溫碳化形成的碳纖維為粘膠基碳纖維。由于PAN基的碳纖維在強度上要優于瀝青基、粘膠基碳纖維，在全世界的碳纖維生產中占有90%的比例，具有絕對性的壓倒優勢，因此我們下邊所討論的碳纖維行業均是指PAN基碳纖維。
碳纖維原絲——碳纖維生產的核心就生產碳纖維的生產工藝流程而言，對于碳纖維的生產工藝，當生產聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的時候，被稱為“母體”的聚丙烯腈纖維首先要通過聚合和紡紗工藝加工聚丙烯腈而成。然后，將這些母體放入氧化爐中在200到300攝氏度進行氧化。另外，還要在碳化爐中，在溫度為1000到2000攝氏度間進行碳化制成碳纖維。
盡管碳纖維生產流程相對較短，但生產壁壘很高，其中碳纖維原絲的生產壁壘是難中之難，具體表現在碳纖維原絲的噴絲工藝、聚丙烯腈聚合工藝、丙烯腈于溶劑及引發劑的配比等。目前世界碳纖維技術主要掌握在日本的東麗公司、東邦Tenax集團和三菱人造絲集團，這三家企業技術嚴格保密，工藝難以外露，而其他碳纖維企業均是處于成長階段，生產工藝在摸索中不斷完善。
碳纖維作為新材料之王，主要應用于飛機制造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、GOLF球棒等體育休閑領域。但在2003年之前，尤其是2001年“911”事件之后，由于飛機制造行業出現短期蕭條，而其他應用領域也沒有獲得快速增長，因此2003年左右碳纖維的需求出現增幅下降，但2003年之后，隨著航空行航天領域對于碳纖維需求出現快速增長，風力發電等其他工業應用領域也出現快速增長，從而使碳纖維的需求幅度增加，全球碳纖維市場正以平均每年兩位數的速度快速增長。預計2006年全球碳纖維需求量將達到2.5萬噸／年，2010年全球碳纖維需求量則達到3.2萬噸／年，全球碳纖維的供給與需求將出現緊張局面。
航空、風力發電推動碳纖維需求增長。首先，2003年以后，由于大量碳纖維應用于飛機制造行業，比如一架空客A380需耗用30噸碳纖維、一架波音787飛機需耗用20多噸碳纖維，隨著飛機制造業的快速發展，碳纖維在航空航天領域的應用明顯增長。
其次，隨著風力發電等新能源在2003年之后的快速發展，碳纖維作為特大風力發電葉片的主要材料，需求也出現明顯增長。
最后，隨著世界經濟的發展，機械制品對于碳纖維等高端材料的需求也在不斷增長，可以說2003年之后，碳纖維迎來了飛速增長勢頭。
海上鉆井平臺、汽車等領域值得期待。碳纖維除了上述優于金屬材料的性質外，還具有耐腐蝕性，因此可以廣泛應用于沿海鉆井平臺的構件，比如圍欄等，而且可以減輕質量，便于現場安裝，是碳纖維未來的巨大市場。
另外，碳纖維在汽車領域可以替代鋼材，制造CNG瓶、保險桿、底盤等汽車配件，使汽車質量降低40%以上，從而節省燃油7%，符合有效節能的未來發展優勢。