Koolstofvezel is een materiaal dat bestaat uit extreem dunne
vezels van
koolstof. De vezels met een dikte van ca. 5 - 10
micrometer bestaan uit langgerekte koolstofkristallen die min of meer
evenwijdig zijn met de vezelas. De vezel kenmerkt zich door een zeer kleine rek voordat de vezel breekt (minder dan een kwart van die van
aramidevezel). Enige duizenden vezels worden getwijnd tot garen, dat als zodanig toegepast wordt, of eerst tot matten geweven wordt. De vezels en de matten worden voornamelijk gebruikt als versterking in
kunsthars voor de fabricage van zeer sterke en lichte
composieten. Koolstofvezel wordt soms "grafietvezel" genoemd. Dit is incorrect omdat
grafiet een zeer zachte vorm van koolstof is die geen vezelstructuur heeft.