เส้นใยคาร์บอน (อังกฤษ: Carbon (fiber)) หรือไฟเบอร์แกรไฟต์ แกรไฟต์คาร์บอน หรือ CF เป็นวัสดุทางวิทยาศาสตร์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบอย่างน้อยร้อยละ 90 โดยเส้นใยคาร์บอนจะมีขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-10 ไมโครเมตร[1]ในการผลิตเส้นใยคาร์บอน คาร์บอนอะตอมจะถูกผูกมัดร่วมกันในผลึกจำนวนมากหรือน้อยตามแนวขนานกับแกนยาวของเส้นใยเป็นแนวคริสตัล โดยให้อัตราส่วนความแข็งแรงของเส้นใยต่อปริมาณสูง (ทำให้มันแข็งแกร่งสำหรับขนาดของมัน) เส้นใยคาร์บอนหลายพันเส้นจะถูกรวมเข้าด้วยกันในรูปแบบกลุ่มเส้นใยซึ่งอาจจะถูกนำมาใช้ด้วยตัวมันเองหรือทอเป็นผ้า[2]คุณสมบัติของเส้นใยคาร์บอนคือ มีความแข็งแรงสูง ต้านทานแรงดึงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อสารเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และอัตราการขยายตัวต่อความร้อนต่ำ เส้นใยคาร์บอนจึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมมากในอุตสาหกรรมการบินและวิศวกรรมอวกาศ การทหาร[1] มอเตอร์สปอร์ต และการแข่งขันกีฬาอื่นๆ[3] แต่เส้นใยคาร์บอนมีราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับเส้นใยชนิดอื่น อาทิ เส้นใยแก้วหรือเส้นใยพลาสติกเส้นใยคาร์บอนมักจะใช้ร่วมกับวัสดุอื่นๆ ในรูปแบบคอมโพสิท ซึ่งจะเรียกว่า "คาร์บอนไฟเบอร์เสริมโพลิเมอร์" แต่มักจะเรียกสั้นๆ ว่า "คาร์บอนไฟเบอร์" มากกว่า ซึ่งมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงมากและมีความแข็งมากแม้ว่าจะค่อนข้างเปาะ อย่างไรก็ตามเส้นใยคาร์บอนจะประกอบด้วยวัสดุอื่นๆ เช่นเดียวกับแกรไฟต์ในรูปแบบคาร์บอน-คาร์บอนซึ่งมีความทนทานต่อความร้อนสูงมาก[4][5]