Sợi carbon là sợi có đường kính khoảng 5-10 micromet. Chúng có thành phần chủ yếu là các nguyên tử carbon. Sợi có độ cứng cao, độ bền kéo cao, trọng lượng thấp, kháng hoá chất tốt, chịu được nhiều môi trường. Sợi carbon được sản xuất bằng cách đốt nóng các sợi rayon, polyacrylonitrile (PAN) hoặc các nguyên liệu hữu cơ khác cho đến khi chúng được cacbon hóa.
Sợi carbon thường được kết hợp với các vật liệu khác để tạo thành các vật liệu hỗn hợp có tính chất vật lý và cơ học tốt hơn, chẳng hạn như polymer gia cố bằng sợi carbon (CFRP), vật liệu tổng hợp carbon-carbon gia cố (CCRC) hoặc vật liệu gốm gia cố bằng sợi carbon (CFRC).
Sợi carbon có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng, quân sự và thể thao cạnh tranh. Sợi carbon có nguồn gốc từ năm 1860, khi Joseph Swan lần đầu tiên sản xuất sợi carbon để sử dụng trong bóng đèn. Sau đó, Thomas Edison, Lewis Latimer, Roger Bacon và các nhà khoa học khác đã cải tiến quy trình sản xuất và tính chất của sợi carbon.