碳纤维材料有着优秀的性能被人们广泛应用于各个领域。碳纤维有高抗拉强度和高弹性模量，广泛用于混凝土建筑加固，碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；在体育器材应用中主要用于制作高尔夫棒、网球拍、赛车、箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。利用其特有的力学特性，广泛应用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料；利用其振动衰减性，应用于音响器材；利用其耐疲劳性，应用于直升飞机的叶片；利用其耐高温性，应用于飞机刹车片和绝热材料；利用其尺寸稳定性，应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品；利用其耐药品性，应用于密封填料和滤材；利用其电气特性，应用于电极材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料；利用其生体适应性，应用于人工骨、韧带；利用其X-光透过性，应用于X-光床板等。
碳纤维材料适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构；另外，砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。具体说来可以但不限制于：利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固；构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。