Cestou moderní industrializace uhlíkových vláken je proces karbonizace prekurzorových vláken. Složení a obsah uhlíku tří druhů surových vláken jsou uvedeny v tabulce.

Název surového vlákna pro uhlíková vlákna chemická složka obsah uhlíku / % výtěžnost uhlíkových vláken / % viskózové vlákno (C6H10O5) n4521～35 polyakrylonitrilové vlákno (c3h3n) n6840～55 rozteč vlákna C, h9580～90

Proces použití těchto tří druhů surových vláken k výrobě uhlíkových vláken zahrnuje: stabilizační ošetření (vzduch při 200-400℃, nebo chemické ošetření činidlem zpomalujícím hoření), karbonizace (dusík při 400-1400℃) a grafitizace (nad 1800℃v argonové atmosféře). Aby se zlepšila adheze mezi uhlíkovým vláknem a kompozitní matricí, je zapotřebí povrchová úprava, klížení, sušení a další procesy.

Dalším způsobem výroby uhlíkových vláken je růst páry. V přítomnosti katalyzátoru lze připravit nespojitá krátká uhlíková vlákna o maximální délce 50 cm reakcí methanu a vodíku při 1000 °C.℃. Jeho struktura se liší od uhlíkových vláken na bázi polyakrylonitrilu nebo smoly, snadno se grafitizuje, má dobré mechanické vlastnosti, vysoká vodivost, snadno se tvoří interkalační směs(Viz růst plynné fáze (uhlíkové vlákno).