一般碳纤维的碳化温度在1000 ~ 1500℃。当热处理到1000℃时，含碳量已达到90% ~ 92%，到1200 ~ 1500℃时，含碳量可达到95%左右。当温度继续升高时，碳纤维中残留的氮、氢等非碳原子进一步被去除，非芳构化碳减少，六边形碳网平面的环数增加，转化为类似石墨层的结构。

纳米碳纤维主要用于制造碳纤维增强塑料，碳纤维增强塑料是一种复合材料。碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢大、密度比铝小、耐腐蚀比不锈钢、耐高温比耐热钢高、导电性像铜的新材料，具有许多有价值的电学、热学和机械性能。相比之下，不仅含碳量高，拉伸模量也高。因此，石墨纤维又被称为高模量碳纤维。石墨纤维也有热膨胀它具有系数小、热稳定性好、尺寸稳定性等优异性能，被用于制造刚性和薄而尺寸稳定的复合材料部件，在航天飞行和航天领域得到广泛应用。如人造卫星壳体采用高强度碳纤维复合材料，喇叭天线采用高强度复合材料，以保证在温度交替的空间环境中尺寸稳定。碳纤维是一种具有优良力学性能的新型材料，具有较强的抗拉性和软加工性能。