Ono što se u stvarnosti obično naziva "ugljičnim vlaknima" polimer ojačan karbonskim vlaknima (CFRP), kompozitni materijal koji se obično sastoji od epoksidno impregniranog lista tkane tkanine od ugljičnih vlakana koja se slojeva, formira u kalup i zatim očvršćava u peći u vakuumskim uslovima. Komponente napravljene od materijala koji nastaje ovim procesom su izuzetno lagane i nevjerovatno čvrste s odličnim omjerom snage i težine.
Pojedinačna vlakna u modernim karbonskim vlaknima uglavnom se sastoje od naftnih nusproizvoda, a razvoj čistih, kristalnih karbonskih vlakana je način na koji je materijal sazreo i kasnije industrijalizovan. Prvi put sintetizovan krajem 19thi početkom 20thstoljeća, uključujući i Tomasa Edisona za upotrebu kao laka vlakna, ovi rani pokušaji su bili neuspješni jer su bili niske čistoće. Tek početkom 1960-ih, japanski i američki hemičari su uspjeli proizvesti vlakna odgovarajuće čistoće koja će se koristiti kao pojačanje u kompozitima.
Nakon značajnih ulaganja Royal Aircraft Establishmenta, dijela britanskog Ministarstva odbrane, prve industrijski proizvedene komponente od karbonskog kompozita došle su s integracijom sklopa ventilatora kompresora od karbonskog kompozita u Rolls-Royce Conway i RB-211 mlazni motori kasnih 1960-ih. Tokom 1970-ih, materijal je dalje sazrijevao s poboljšanjima u kvaliteti filamenata i ljepila, a do ranih 1980-ih moto sport je postao još jedan testni poligon za karbonske kompozitne materijale.
Mlazni motor Rolls Royce Conway dizajniran je za Vickers VC{0}} avion
Predstavljen za šampionat Formule 1 1981., McLaren MP4/1 je bio rani trkački automobil sa potpuno karbonskom kompozitnom šasijom. Slično prirodi visokih performansi u svemiru, motosporti su imali koristi od kompozita omogućavajući smanjenje težine bez žrtvovanja snage i krutosti, osiguravajući McLarenu konkurentsku prednost, a ubrzo su karbonski kompoziti prevladavali u svim oblicima utrka.
Do 1990-ih, proizvodnja još većih karbonskih kompozitnih komada postala je moguća, što je pomoglo da se smanji težina novog Boeingovog aviona, 777. 777 je bio kritičan u uvođenju velikih kompozitnih komada u svemir, s tim da je avion bio 9% karbonskih kompozita po težini, koristi se u stražnjem dijelu trupa, poklopcima motora, kontrolnim površinama i podnim gredama. Pored uštede na težini, ove nove kompozitne komponente bile su otporne na koroziju i zamor, što je pomoglo u uštedi na održavanju u odnosu na stari industrijski standardni aluminijum.
Godine 2007. Boeing je predstavio revolucionarni 787 Dreamliner koji je doveo do ogromnog povećanja upotrebe kompozita, sada do 50% po težini. Zbog Boeingove sposobnosti da proizvodi velike komade od karbonskog kompozita, trup 787 se sastoji od tri velika jednostruko položena dijela koji se zatim spajaju tokom sklapanja. Uz to, krila 787 su prvenstveno sastavljena od karbonskih kompozita, a duktilnost materijala doprinosi legendarnom savijanju krila aviona.
