Hoewel mensen vaak ten onrechte denken dat koolstofvezel broos is, vertoont het in werkelijkheid een uitstekende temperatuurbestendigheid en slijtvastheid. Het zijn deze eigenschappen die het tot het materiaal bij uitstek maken voor high-performance auto's en professionele races. Veel modificatiewerkplaatsen zijn bijvoorbeeld gespecialiseerd in het op maat maken van koolstofvezel auto-onderdelen, maar voordat ze dit doen, moeten ze eerst juridische aangifte doen bij de Voertuigadministratie. In de autobouw kan koolstofvezel stalen of aluminium onderdelen vervangen, zoals daken, voor- en achterbumpers, spatborden en zelfs stuurwielen en carrosseriedelen zoals voor- en achterlippen en achtervleugels. Het voordeel hiervan is dat het gewicht van het voertuig aanzienlijk kan worden verminderd, het brandstofverbruik kan worden verlaagd en de vermogensprestaties kunnen worden verbeterd.
Twee van de belangrijkste voordelen van koolstofvezel zijn de samenstelling en fysieke eigenschappen. Allereerst is het samengesteld uit pure koolstofelementen en heeft het een uitstekende slijtvastheid en hoge temperatuurbestendigheid, wat vooral geschikt is voor de productie van belangrijke motoronderdelen. Ten tweede is het licht van gewicht maar hoog van hardheid, wat een sleutelrol speelt bij het beschermen van de lichaamsstructuur. De productiekosten van koolstofvezel zijn echter relatief hoog, waardoor het duur wordt. Bovendien is een koolstofvezelonderdeel, zodra het beschadigd is, vaak moeilijk te repareren vanwege de complexe structuur ervan.