Kompozitné materiály z uhlíkových vlákien majú mnoho vynikajúcich vlastností, ako je odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti korózii, odolnosť proti treniu, nízka hmotnosť, vysoká pevnosť, dobrá húževnatosť atď. Vďaka svojim vynikajúcim výkonnostným výhodám má uplatnenie v mnohých oblastiach, ale hlavnú aplikáciu oblasti: letecký a kozmický priemysel, výroba automobilov, priemyselné aplikácie, športové potreby, biomedicína atď.
Kompozitné materiály z uhlíkových vlákien sa prvýkrát použili v leteckom priemysle. Rovnako ako dnes veľa civilných dronov, aj väčšina z nich je vyrobená z kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien. Pre automobilový priemysel sa budú lokálne používať kompozitné materiály z uhlíkových vlákien, špičkové modely budú využívať viac materiálov z uhlíkových vlákien a low-endové modely z uhlíkových vlákien sú iba východiskovým bodom. Pre priemyselné aplikácie sú aplikácie z uhlíkových vlákien veľmi rozsiahle. Mnoho kľúčových súčastí zariadenia bude ako náhradu za tradičné materiály používať materiály z uhlíkových vlákien. V súčasnosti sa uhlíkové vlákno široko používa aj v oblasti športových potrieb, ako sú rybárske prúty z uhlíkových vlákien, rakety na vyzdvihnutie z uhlíkových vlákien a tenisové loptičky z uhlíkových vlákien. Netopiere, bejzbalové pálky z uhlíkových vlákien, golfové palice, surfové dosky z uhlíkových vlákien atď. A uhlíkové vlákno tiež urobilo značný pokrok v biomedicíne.
