1880年，美国发明家爱迪生首先将竹子纤维碳化成丝，作为电灯泡内发光灯丝，开启了碳纤维(CarbonFiber，简称CF)的先河。碳纤维用于结构材料的首创者，则以美国UnionCarbide公司(U.C.C.)为代表，于1959年以螺距纤维为原料，经过数千百度的高温碳化后，得到弹性率约40GPa，强度约为0.7GPa的碳纤维;1965年该公司又用相同原料于3000℃高温下延伸，开发出丝状高弹性石墨化纤维，弹性率约500GPa，强度约为2.8GPa。1961年，日本大阪工业技术试验所进藤召男博士，以Polyacrylonitrile(简称PAN)聚丙烯腈为原料，经过氧化与数千度的碳化工序后，得到弹性率为

160GPa、强度为0.7GPa的碳纤维。

1962年，日本碳化公司(NipponCarbonCo.)用PAN为原料，制得低弹性系数(L.M.)碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为原料，开发了高强度CF，弹性率约为230GPa，强度约为2.8GPa，并于1966年起达到每月量产1吨的规模，与此同时他们还开发了碳化温度2000℃以上的高弹性率CF，弹性率约400GPa，强度约为2.0GPa。PAN系碳纤维产量于1992年已达6500吨/年，至2000年已超过1万t/a以上。

虽然碳纤维需求量逐渐扩大，但于1991年冷战结束后，军事用途使用量萎缩，又因经济萧条，供需失去平衡，产业受到冲击。然而，美国波音公司新锐机型B777的生产，加上土木、建筑、汽车与复合材料应用领域的扩大，使得碳纤维产业逐渐缓步成长。