车架、前叉、轮组等主要以碳纤维为原料的自行车，主要是中高档的竞赛用自行车，碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，它比重不到钢的1/4，但强度却非常强，而且耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维。
碳纤维自行车（Carbon Bike）主要是中高档的竞赛用自行车，作为新兴材料，碳纤维主要应用于车架（碳架）、前叉、轮组（碳刀车圈）等。主要是中高档的竞赛用自行车。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的 1/4，但强度却非常强。而且其耐蚀性出类拔萃，是新一代增强纤维。
从很早开始碳纤维车架就开始迅速取代钢、铝合金、钛合金等金属材质车架，成为高级运动自行车车架及许多零部件的主要制造材料。如果是应用于赛场或高强度运动骑行，碳纤维具有极为出色的性能。但长途骑行的话，还是金属材质的车架为好。
在碳纤维体育用具方面，碳纤维自行车是目前发展最为成熟的行业之一。碳纤维复合材料自行车架也开始逐渐取代部分钢、钛合金、铝合金等金属材质车架，成为专业运动自行车车架及部分零部件的主要制造材料，尤其是在赛场以及高强度骑行运动中，碳纤维复合材料出色的特性表现要优于传统金属材质。
碳纤维材料优点
重量极轻：1200 克左右的碳纤维公路架已经到处可见了。由于碳的质量仅有 1.6 克/立方厘米，所以制作 1 公斤左右的车架已经不在是梦想。 吸收冲击性能好：碳纤维可以有效的吸收震动，并且保持很好的刚性。这种特点使得它成为很好的竞赛级的材料。强度大：正规企业生产的碳纤维材质自行车零件并不像人们传统印象中的那样不堪一击，而是具有非常大的强度——高质量的碳纤维车架，强度甚至高于铝合金车架。所以，现在许多对强度要求极高的山地车速降车架、车把，都会使用碳纤维复合材料来制造。可以制作各种形状的车架：和一般的金属车架的制造过程不一样，碳纤维车架一般是先制作模具，然后在模具上付上碳纤片，最后用环氧树脂进行粘固。这种制作过程可以利用空气动力学作成风阻极小的车架。
碳纤维材料缺点
复杂的应力计算：构成碳纤维车架的是碳纤维，它的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。一般来讲，碳纤维抗面的冲击相当好，而抗穿刺能力就很差了。就是说你横摔竖拍不要紧，就怕的是横摔竖拍的过程中碰到一两块锋利的小石子，那可就不是拿去焊一下就可以解决的了。 价格昂贵：和钛合金相比，碳纤维车架的价格有过之而无不及，向顶级的碳纤维车架的价格都要上万，而科那哥的 C40 和 C50 的价格甚至超过 2 万元。这主要是因为碳纤维车架的制作过程需要很多的手工，并且报废率很高，造成成本的大量上升。
从外观上我们可以很容易来区别车架。风格粗犷，造型狂野的是铝架；管体纤细，骨感十足的是钢架；而那没有任何涂装，浑身散发着金属光泽的就是钛架；碳纤维的表面则覆盖着各种 3D 布的表层，极具现代感。
