碳纤维复合材料是一种 由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成的新型材料 。这些材料包括碳纤维和树脂、金属、陶瓷等基体。碳纤维本身是一种力学性能优异的材料，其比重不到钢的1/4，抗拉强度通常在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量也显著高于钢。
碳纤维复合材料的制备通常涉及将碳纤维与树脂等基体材料进行复合，以获得具有优异力学性能和特定功能特性的材料。这种材料在航空航天、汽车、体育器材、发电和建筑等多个领域都有广泛应用。
根据基体材料的不同，碳纤维复合材料可以分为多种类型，如碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）、碳纤维增强陶瓷基复合材料（CFRC）、碳纤维增强金属基复合材料（CFRM）以及碳/碳复合材料（C/C复合材料）。
碳纤维复合材料的优点包括高强度、高模量、轻质、耐腐蚀、高阻尼、强导电性、耐热和耐冲击等。这些特性使得碳纤维复合材料在许多高性能应用中成为理想的选择，如航空航天结构、高性能汽车部件、体育器材和建筑和基础设施等。
