碳納米管是一種晶格結構，由石墨網格薄膜卷繞而成。這一管狀結構的直徑為1-3納米，大約是人頭發直徑的萬分之一。碳納米管長可達幾萬納米，因此具有非同尋常的長徑比（最大可達到10，000:1），這也是影響其性能的一個關鍵因素。

碳纖維復合材料拉伸強度高，模量大，密度小，具有較高的比強度和很高的比模量。與傳統金屬材料相比，碳纖維復合材料質量輕，強度高，韌度高，具有明顯的優勢。