탄소섬유는 섬유 원료를 1,000~3,000℃에서 열처리하여 가공한 소재다. 토머스 에디슨이 대나무 섬유를 탄화하여 만든 필라멘트를 공개하며 세상에 알려졌다. 셀룰로스, 아크릴 섬유, 비닐론, 피치 등의 섬유 원료를 고온에서 가공하면 탄소 원자가 육각 고리 결정 형태로 배열되면서 인장강도와 강성이 높고 고온, 화학물질에 우수한 내성을 지닌 탄소섬유로 거듭난다. 또한 가공과정에서 여러 분자가 빠져나가며 알루미늄보다 가볍다는 특징을 가지고 있다. 단단하면서 가벼운 소재이기 때문에 자동차 산업을 비롯하여 항공우주산업, 건축, 전기전자, 통신 등 다수의 산업 분야에서 널리 쓰이고 있다. 자동차 산업에서는 탄소섬유를 활용한 탄소섬유 복합재(CFRP)가 주로 사용된다. 철강보다 강도와 비탄성률이 우수하면서 무게는 4분의 1 수준이기 때문에 강성 향상과 경량화 효과를 동시에 가져올 수 있어 고성능 모델에 적극적으로 사용된다. 현대차그룹은 고성능 브랜드 N의 N 퍼포먼스 파츠를 비롯해 다수의 모델에 탄소섬유 복합재를 도입하고 있다.