现代炭纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法，所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。
制造炭纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%炭纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521～35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840～55沥青纤维C，H9580～90
采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括：稳定化处理(在200～400℃空气，或用耐燃试剂等化学处理)，炭化(400～1400℃，
在第三次国际炭纤维会议上(1985年，伦敦)。曾建议按力学性能将炭纤维分成下列5级。
超高模量级(UHM): 模量在395 GPa以上；
高模量级(HM):
高强度级(HT): 强度达3.5 GPa。
这两种分级法都有不足之处。现在高性能炭纤维产品分类由制造商自行标明：原纤维种类、单丝孔数、直径、排列方式(如平行、缠结、加捻等)，有无表面处理(及其种类)，有无上浆(及浆剂种类)等。一些重要的高性能商品名称及性能，可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。
氮气)和石墨化(1800℃以上，氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。
另一种制造炭纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下，于1000℃高温下反应，可制得不连续的短切炭纤维，最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基炭纤维，易石墨化，力学性能良好，导电性高，易形成层间化合物。(见气相生长炭纤维)
分类及命名
模量在310～395 GPa间；
中模量级(IM): 模量在255～310 GPa间；
超高强度级(UHT): 强度在3.5 GPa以上
模量在255 GPa以下；
现在炭纤维的主要产品有聚丙烯腈基，沥青基及黏胶基3大类，每一类产品又因原纤维种类、工艺及最终炭纤维性能等不同，又分成许多品种。“炭纤维”一词实际上是多种炭纤维的总称，因此分类及命名就十分重要。
20世纪70年代末期，国际理论与应用化学联合会(IUPAC)曾对炭纤维的分类和命名作了规定。首先用PAN(聚丙烯腈)，MP(中间相沥青)及VS(黏胶)表示炭纤维的类别，再以小写英文字母表示热处理温度如lht(表示热处理温度，低于1400℃)，hht(热处理温度在2000℃以上)，然后再加上表示性能的符号(如HT表示高强、HM高模、SHT超高强、HTHS高强高应变、IM中模及UHM超高模等)。同时指出，聚丙烯腈基，黏胶基及普通型沥青基炭纤维均属难石墨化的聚合物炭，而中间相沥青基炭纤维及气相生长的炭纤维是易石墨化炭。