Výztužná uhlíková vlákna jsou vyráběna v průmyslovém měřítku a používána jako výztužné plnivo do plastů od poloviny sedmdesátých let. Vyrábějí se z uhlíku o čistotě přes 90 %.
Díky jejich vysokému modulu elasticity jsou uhlíková vlákna ideální pro aplikace, u nichž je převažujícím požadavkem tuhost. Zatímco skleněná a aramidová vlákna nabízejí vysokou schopnost elektrické izolace, uhlíková vlákna jsou elektricky vodivá. Jestliže však daný compound nebyl vyvinut specificky pro elektricky aktivní aplikace, nelze se spoléhat na to, že elektrická vodivost materiálů s plnivem z uhlíkových vláken bude konzistentní v rámci celého objemu materiálu. Ve srovnání se skleněnými vlákny jsou uhlíková vlákna velmi vhodná k použití v aplikacích vyžadujících odolnost vůči opotřebení otěrem a nízké tření. Jejich vlastnosti podporují kluzný pohyb a významně zvyšují odolnost vůči otěru.