Hlavným účelom uhlíkových vlákien je kompozit so živicou, kovom, keramikou a inými matricami na výrobu konštrukčných materiálov. Kompozitný materiál z epoxidovej živice vystužený uhlíkovými vláknami má najvyšší komplexný index špecifickej pevnosti a špecifického modulu medzi existujúcimi konštrukčnými materiálmi. Kompozitné materiály z uhlíkových vlákien majú výhody v oblastiach, ktoré majú prísne požiadavky na hustotu, tuhosť, hmotnosť a únavové charakteristiky, a kde sa vyžaduje vysoká teplota a vysoká chemická stabilita.
Uhlíkové vlákno bolo vyrobené na začiatku 50. rokov 20. storočia ako reakcia na potreby špičkovej vedy a techniky, ako sú rakety, letecký priemysel a letectvo. Široko sa používa aj v športových pomôckach, textíliách, chemických strojoch a medicíne.
S čoraz náročnejšími požiadavkami špičkových technológií na technický výkon nových materiálov sa vedeckí a technickí pracovníci neustále snažia zlepšovať. Na začiatku 80. rokov sa postupne objavovali vysoko výkonné a ultravysoko výkonné uhlíkové vlákna. Išlo o ďalší technologický skok a tiež to znamenalo, že výskum a výroba uhlíkových vlákien prešli do pokročilého štádia.
