Густина: Густина угљеничних влакана креће се од 1,5 до 2,0 г/цм³, што зависи пре свега од температуре карбонизације, поред структуре прекурсорског влакна. Генерално, након третмана графитизације на високој-температури (3000 степени), његова густина може да достигне 2,0 г/цм³.
Коефицијент термичке експанзије: Коефицијент термичког ширења угљеничних влакана се разликује од осталих влакана, показујући анизотропију. Негативно је паралелно са смером влакна (-0,90 к 10⁻⁶ до -0,72 к 10⁻⁶ К⁻¹), а позитивно је управно на смер влакна (22 к 10⁻⁶ до 32 к 10⁻⁶ К⁻¹).
Специфични топлотни капацитет: Специфични топлотни капацитет угљеничних влакана је генерално 7,12 к 10⁻¹ кЈ/(кг·К). Топлотна проводљивост опада са повећањем температуре.
Специфична отпорност: Специфична отпорност угљеничних влакана зависи од типа влакна. На 25 степени, високо-модулна угљенична влакна имају отпорност од 775 мΩ/цм, док угљенична влакна високе- имају отпорност од 1500 мΩ/цм. Угљенична влакна имају позитивну електромоторну силу (ЕМФ), док легура алуминијума има негативну ЕМФ. Због тога може доћи до хемијске корозије када се композити од угљеничних влакана користе у комбинацији са легурама алуминијума.
