1880年美国爱迪生首先将竹子纤维碳化丝，作为电灯泡内之发光灯丝，敞开了碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）之纪元。碳纤维用在结构材料，首先问世者，则以美国Union Carbide公司（U.C.C.）为代表，并于1959年将嫘萦纤维为质料，经过数千新和百度之高温碳化后，得到弹性率约40GPa，强度约为0.7GPa之碳纤维；此后，1965年该公司又用相同质料于3000℃高温下延伸，开宣布丝状高弹性率石墨化纤维，弹性率约500GPa，强度约为2.8GPa。

另外，于日本大阪工业技术试验所之进藤博士，则以Polyacrylonitrile（简称PAN）聚丙烯腈为质料，经过氧化与数千度之碳化工程后，得到弹性率为160GPa，强度为0.7GPa之碳纤维。1962年日本碳化公司（Nippon Carbon Co.）则用PAN为质料，制得低弹性系数（L.M.）之碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为质料，开发了高强度之CF，弹性率约为230GPa，强度约为2.8GPa，并于1966年起有每月量产1吨之规模；一起亦开发了碳化温度2000℃以上之高弹性率CF，弹性率约400GPa，强度约为2.0GPa。于1965年，群马大学大谷教授，使用加热氯乙烯（Vinyl Chloride）得到之沥青（Pitch），经过熔融纺丝、不消融与碳化工程处理后，得到普通级碳纤维；大谷教授亦可使用木质素（Lignin）为质料制造碳纤维。

碳纤维之需求量虽逐步扩大，但1991年以后冷战结束后，军事用处之使用量萎缩，复因泡沫经济与景气惨淡，供需失去平衡，工业受到冲击。然而，美国波音公司新锐机型B777之出产，加上土木、修建、轿车与复合材料之扩大应用，碳纤维工业逐步缓步生长中。