สิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า "คาร์บอนไฟเบอร์" ในความเป็นจริง Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) ซึ่งเป็นวัสดุคอมโพสิตที่โดยทั่วไปจะประกอบด้วยแผ่นผ้าใยคาร์บอนทอที่เคลือบด้วยอีพ็อกซี่ซึ่งซ้อนกันหลายชั้น ขึ้นรูปเป็นแม่พิมพ์ แล้วบ่มใน เตาเผาภายใต้สภาวะสุญญากาศ ส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุที่เกิดจากกระบวนการนี้มีน้ำหนักเบามาก และมีความแข็งอย่างไม่น่าเชื่อด้วยอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม
เส้นใยแต่ละเส้นในคาร์บอนไฟเบอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยผลพลอยได้จากปิโตรเลียม โดยการพัฒนาของเส้นใยคาร์บอนบริสุทธิ์แบบผลึกคือการที่วัสดุเติบโตเต็มที่และถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในภายหลัง สังเคราะห์ครั้งแรกตลอดช่วงปลายปี 19ไทยและ 20 ต้นๆไทยหลายศตวรรษ รวมทั้งโดยโธมัส เอดิสันเพื่อใช้เป็นเส้นใยแสง ความพยายามในช่วงแรกๆ เหล่านี้ไม่ประสบผลสำเร็จเนื่องจากมีความบริสุทธิ์ต่ำ จนกระทั่งต้นทศวรรษ 1960 เมื่อนักเคมีชาวญี่ปุ่นและอเมริกันสามารถผลิตเส้นใยที่มีความบริสุทธิ์ที่เหมาะสมเพื่อใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในคอมโพสิต
หลังจากการลงทุนจำนวนมากโดย Royal Aircraftจัดตั้งซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระทรวงกลาโหมอังกฤษ ส่วนประกอบคาร์บอนคอมโพสิตที่ผลิตเชิงอุตสาหกรรมชิ้นแรกมาพร้อมกับการบูรณาการชุดพัดลมคอมเพรสเซอร์คาร์บอนคอมโพสิตใน Rolls-Royce Conway และ RB-211 เครื่องยนต์ไอพ่นในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ตลอดช่วงทศวรรษปี 1970 วัสดุได้เติบโตเต็มที่มากขึ้นด้วยการปรับปรุงคุณภาพของเส้นใยและกาว และต้นทศวรรษ 1980 มอเตอร์สปอร์ตก็กลายเป็นอีกแหล่งทดสอบสำหรับวัสดุคอมโพสิตคาร์บอน
เครื่องยนต์ไอพ่นของโรลส์รอยซ์ คอนเวย์ ได้รับการออกแบบมาสำหรับสายการบิน Vickers VC-10
McLaren MP4/1 เปิดตัวในการแข่งขันชิงแชมป์ Formula 1 ปี 1981 โดยเป็นรถแข่งในยุคแรกๆ ที่มีโครงรถทำจากคาร์บอนผสมทั้งหมด เช่นเดียวกับธรรมชาติสมรรถนะสูงของการบินและอวกาศ มอเตอร์สปอร์ตได้รับประโยชน์จากวัสดุคอมโพสิตโดยการลดน้ำหนักโดยไม่ทำให้ความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งลดลง ทำให้ McLaren มีความได้เปรียบในการแข่งขัน และก่อนที่วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนยาวจะแพร่หลายในทุกรูปแบบการแข่งขัน
ในช่วงทศวรรษปี 1990 การผลิตชิ้นส่วนคอมโพสิตคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นก็เป็นไปได้ โดยช่วยลดน้ำหนักในเครื่องบินโบอิ้งรุ่นใหม่ 777 777 มีความสำคัญอย่างยิ่งในการแนะนำชิ้นส่วนคอมโพสิตขนาดใหญ่ในการบินและอวกาศ โดยเครื่องบินนั้นมีส่วนประกอบของคาร์บอน 9% โดยน้ำหนัก ใช้ในลำตัวด้านหลัง ฝาเครื่องยนต์ พื้นผิวควบคุม และคานพื้น นอกเหนือจากการลดน้ำหนักแล้ว ส่วนประกอบคอมโพสิตใหม่เหล่านี้ยังทนทานต่อการกัดกร่อนและความเมื่อยล้า ซึ่งช่วยประหยัดในการบำรุงรักษามากกว่าอะลูมิเนียมมาตรฐานอุตสาหกรรมแบบเก่า
ในปี พ.ศ. 2550 โบอิ้งได้เปิดตัวเครื่องบิน 787 Dreamliner ปฏิวัติวงการ ซึ่งพบว่ามีการใช้วัสดุคอมโพสิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยปัจจุบันสูงถึง 50% ของน้ำหนัก เนื่องจากความสามารถของโบอิ้งในการผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนคอมโพสิตขนาดใหญ่ ลำตัวของ 787 จึงประกอบด้วยส่วนวางเดี่ยวขนาดใหญ่สามส่วน จากนั้นจึงประกอบเข้าด้วยกันระหว่างการประกอบ นอกจากนี้ ปีกของเครื่องบิน 787 ยังประกอบด้วยส่วนประกอบคาร์บอนเป็นหลัก โดยวัสดุที่มีความเหนียวทำให้ส่วนโค้งงอของปีกอันเป็นเอกลักษณ์ของเครื่องบิน
