Οι ίνες άνθρακα είναι ένα ινώδες υλικό άνθρακα. Είναι ένας νέος τύπος υλικού με μεγαλύτερη αντοχή από τον χάλυβα, μικρότερη πυκνότητα από το αλουμίνιο, ισχυρότερη αντοχή στη διάβρωση από τον ανοξείδωτο χάλυβα, υψηλότερη αντοχή στη θερμοκρασία από τον ανθεκτικό στη θερμότητα ατσάλι και αγώγιμο όπως ο χαλκός, με πολλές πολύτιμες ηλεκτρικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες. Οι ίνες άνθρακα κατασκευάζονται κυρίως σε πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα, το οποίο είναι ένα σύνθετο υλικό για εφαρμογή. Κάθε ίνα άνθρακα αποτελείται από χιλιάδες μικρότερες ίνες άνθρακα, με διάμετρο περίπου 5 μm ~ 8 μm. Σε ατομικό επίπεδο, η ίνα άνθρακα μοιάζει πολύ με τον γραφίτη, που αποτελείται από στρώματα ατόμων άνθρακα διατεταγμένα σε εξαγωνικά σχήματα. Η διαφορά μεταξύ ινών άνθρακα και γραφίτη είναι η σύνδεση μεταξύ των στρωμάτων. Ο γραφίτης είναι μια κρυσταλλική δομή, η ενδιάμεση σύνδεσή του είναι χαλαρή, ενώ οι ίνες άνθρακα δεν είναι κρυσταλλική δομή, η ενδιάμεση σύνδεση είναι ακανόνιστη, γεγονός που μπορεί να αποτρέψει την ολίσθηση και να ενισχύσει την αντοχή της ύλης.
Γενικά, η πυκνότητα των ινών άνθρακα είναι 1750kg/m3, η θερμική αγωγιμότητα είναι υψηλή αλλά η ικανότητα μετάδοσης ισχύος είναι χαμηλή και η ειδική θερμική ικανότητα των ινών άνθρακα είναι επίσης χαμηλότερη από αυτή του χαλκού. Όταν θερμαίνεται, οι ίνες άνθρακα γίνονται παχύτερες και πιο κοντές. Αν και το φυσικό χρώμα των ανθρακονημάτων είναι μαύρο, οι επιστήμονες μπορούν να το βάψουν σε διαφορετικά χρώματα.