Hiilikuitukomposiittimateriaaleilla on monia ylivoimaisia ominaisuuksia, kuten korkea lämpötilankestävyys, korroosionkestävyys, kitkankestävyys, kevyt paino, korkea lujuus, hyvä sitkeys jne. Erinomaisten suorituskykyetujensa vuoksi sillä on sovelluksia monilla aloilla, mutta tärkeimmät sovellusalueet ovat: ilmailu, autonvalmistus, teolliset sovellukset, urheilutuotteet, biolääketiede jne.
Hiilikuitukomposiittimateriaaleja käytettiin ensin ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Kuten monet siviililennokit nykyään, suurin osa niistä on valmistettu hiilikuitukomposiittimateriaaleista. Autoteollisuudessa hiilikuitukomposiittimateriaaleja käytetään paikallisesti, huippuluokan malleissa käytetään enemmän hiilikuitumateriaaleja ja hiilikuidun matalan tason mallit ovat vain lähtökohta. Teollisiin sovelluksiin hiilikuitusovellukset ovat erittäin laajoja. Monet laitteiden keskeiset osat käyttävät hiilikuitumateriaaleja korvaamaan perinteisiä materiaaleja. Tällä hetkellä hiilikuitua on käytetty laajalti myös urheilutarvikealalla, kuten hiilikuitusauvojen, hiilikuitujen noutomailojen ja hiilikuitujen tennispallojen alalla. Lepakot, hiilikuituiset pesäpallomailat, golfmailat, hiilikuituiset surffilaudat jne. Hiilikuitu on myös edistynyt huomattavasti biolääketieteessä.
