เส้นทางของอุตสาหกรรมคาร์บอนไฟเบอร์สมัยใหม่คือกระบวนการคาร์บอไนเซชันของเส้นใยตั้งต้นองค์ประกอบและปริมาณคาร์บอนของเส้นใยดิบ 3 ชนิดแสดงไว้ในตาราง

ชื่อของเส้นใยดิบสำหรับส่วนประกอบทางเคมีของเส้นใยคาร์บอน ปริมาณคาร์บอน /% ผลผลิตเส้นใยคาร์บอน /% เส้นใยวิสโคส (C6H10O5) n4521～35 เส้นใยโพลีอะคริโลไนไทรล์ (c3h3n) n6840～55 พิทช์ไฟเบอร์ C, h9580～90

ขั้นตอนการใช้เส้นใยดิบทั้งสามชนิดนี้เพื่อผลิตเส้นใยคาร์บอนประกอบด้วย: การรักษาเสถียรภาพ (อากาศที่ 200-400℃หรือการบำบัดทางเคมีด้วยสารหน่วงการติดไฟ), คาร์บอไนเซชัน (ไนโตรเจนที่ 400-1400℃) และการทำให้เป็นกราฟ (เหนือ 1,800℃ในบรรยากาศอาร์กอน)เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และคอมโพสิตเมทริกซ์ จำเป็นต้องมีการเตรียมพื้นผิว การปรับขนาด การทำให้แห้ง และกระบวนการอื่นๆ

อีกวิธีหนึ่งในการสร้างเส้นใยคาร์บอนคือการเจริญเติบโตของไอเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา เส้นใยคาร์บอนสั้นที่ไม่ต่อเนื่องที่มีความยาวสูงสุด 50 ซม. สามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยาของมีเทนและไฮโดรเจนที่ 1,000℃.โครงสร้างแตกต่างจากเส้นใยโพลีอะคริโลไนไตรล์หรือเส้นใยคาร์บอนแบบพิทช์ ขึ้นรูปเป็นกราฟได้ง่าย มีสมบัติเชิงกลที่ดี มีการนำไฟฟ้าสูง ก่อตัวเป็นสารประกอบอินเทอร์คาเลชันได้ง่าย（ดูการเจริญเติบโตของเฟสก๊าซ (คาร์บอนไฟเบอร์)