Основная часть производимых углеволокон применяется в технике в качестве компонента углепластиков. В качестве матрицы (связующего) используют термореактивные (эпоксидные, фенольные, полиимидные) и термопластичные (поликарбонатные, полиэфирные) смолы.

В зависимости от формы и размеров элемента конструкции, при производстве углепластиков применяют следующие технологии:

1. литьевое прессование, используемое для получения тонкостенных изделий сложной формы, для которых важно соблюдение точных размеров;
2. автоклавное прессование, а также вакуумное прессование, отличающееся от первого меньшей величиной давления. В настоящее время эти, в значительной степени автоматизированные, процессы применяют в производстве элементов конструкций планера самолета;
3. намотка, используемая для получения оболочек вращения и сетчатых конструкций ракетной техники, сосудов давления и т. п.;
4. пултрузия (протекание через формообразующее отверстие), позволяющая получать длинномерные конструкции постоянного поперечного сечения;
5. формование на оправке, используемое при получении спортивных товаров, типичным примером которых является удилище спиннинга.

В технологиях 1, 2, 5 и, частично, 3, используют препреги — пропитанные связующим углеволоконные ленты или ткани.

Основные области применения углепластиков — авиационная и ракетно-космическая техника, промышленное оборудование (лопасти ветро-электрогенераторов, сосуды повышенного давления, газовые центрифуги, оборудование глубоководного бурения), спортивные товары (теннисные ракетки, лодки, велосипедные конструкции и др.).

Основной недостаток армированных пластиков — относительно низкая температура эксплуатации; наиболее высокотемпературные матрицы на основе полиимидов могут эксплуатироваться при температурах до 400 ^оС.