סיבי פחמן הם סוג מיוחד של סיבים המורכבים בעיקר מיסודות פחמן; תכולת הפחמן שלו משתנה בהתאם לסוג הספציפי, בדרך כלל עולה על 90%. לסיבי פחמן יש את התכונות האופייניות של חומרים טיפוסיים המבוססים על-פחמן-כגון עמידות בטמפרטורה- גבוהה, עמידות בפני שחיקה, מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית ועמידות בפני קורוזיה. עם זאת, בניגוד לחומרי פחמן רגילים, הוא מפגין אניזוטרופיה מובהקת בצורתו הפיזית; הוא גמיש, ניתן לעיבוד למבני בד שונים, ומפגין חוזק מתיחה גבוה במיוחד לאורך כיוון ציר הסיבים. יתר על כן, לסיבי פחמן יש משקל סגולי נמוך, וכתוצאה מכך חוזק סגולי גבוה להפליא.
סיבי פחמן מיוצרים מסיבים כימיים סינתטיים בעלי תכולת פחמן גבוהה ואינם נמסים במהלך עיבוד תרמי. סיבים מקדימים אלה עוברים סדרה של תהליכי ייצור, כולל ייצוב תרמי (חמצון), פחמול וגרפיטיזציה.
סיבי פחמן הם חומר חדשני המובחן בתכונות המכאניות המעולות שלו. המשקל הסגולי שלו הוא פחות מ-רבע מזה של פלדה.
חומרים מרוכבים של פולימרים-מחוזקים בסיבי פחמן (CFRP) מציגים בדרך כלל חוזק מתיחה העולה על 3,500 MPa-פי שבעה עד תשעה מזה של פלדה-ומודלוס אלסטי מתיחה הנע בין 23,000 ל-43,000 MPa, שהוא גם גבוה מזה של פלדה. כתוצאה מכך, החוזק הספציפי של CFRP-מוגדר כיחס בין חוזק החומר לצפיפותו{10}}יכול לעלות על 2000 MPa/(g/cm³), בעוד שהחוזק הספציפי של פלדה A3 הוא רק סביב 59 MPa/(g/cm³); באופן דומה, המודול הספציפי שלו גבוה גם מזה של פלדה.
