现代碳纤维产业化的途径是前体纤维碳化工艺。用这三种原纤维生产碳纤维的工艺包括稳定化处理（200-400摄氏度的空气，或用耐火试剂进行化学处理）、碳化（400-1400摄氏度，氮）和石墨化（1800摄氏度以上，在氩气氛中）。为了提高碳纤维与复合材料基体的结合性能，需要进行表面处理、上浆和干燥等工艺。

另一种制造碳纤维的方法是气相生长。在催化剂存在下，甲烷和氢气的混合物在1000度时可以发生反应。生产最大长度为50 cm的不连续短碳纤维。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维。易石墨化，力学性能好，导电率高，形成层间化合物。

碳纤维的发展：

20世纪90年代初，高性能和超高性能碳纤维问世。预计未来的工作将致力于改进工艺、扩大生产、降低成本和开发应用程序。一些特殊的碳纤维，如抗氧化碳纤维（提高复合材料的使用温度）、低纤维碳纤维（制作0.035mm超薄预浸带）。

高导热性和低电阻碳纤维（满足屏蔽电磁和射频干扰，并释放多余热量）、低热膨胀系数碳纤维（用于卫星天线系统、镜子等）、中空碳纤维（用于飞机制造）工业上，提高复合材料、核反应堆高温过滤介质的冲击韧性）。

随着科学和工程的发展，生物大分子血清和血浆介质的分离和活性炭纤维将得到极大的发展。在不久的将来，气相生长碳纤维的连续生产将取得显著进展，工业化的日期也不会太远。