Materiaalitasolla perusparametreja ovat tiheys, vetolujuus, kimmomoduuli ja murtovenymä. Hiilikuidun tiheys on tyypillisesti noin 1,5–1,8 g/cm³-paljon pienempi kuin teräksen-, mutta sen vetolujuus on 3 000–7 000 MPa ja kimmomoduuli yleensä 200–600 GPa. Nämä luvut osoittavat, että materiaali tarjoaa poikkeuksellisen vetolujuuden ja rakenteellisen jäykkyyden samalla kun se helpottaa kevyttä muotoilua. Sen alhainen murtovenymä (yleensä alle 2 %) luonnehtii sitä "jäykäksi materiaaliksi", joka ei sovellu merkittävään muodonmuutokseen.

Valmiin tuotteen rakenteen osalta huomio siirtyy sellaisiin parametreihin kuin laminaatin rakenne, paksuus, kuitujen levityskulmat ja hartsipitoisuus. Esimerkiksi hiilikuitukomposiiteissa vaihtelevat asettelukulmat (esim. 0 astetta, 45 astetta, 90 astetta) vaikuttavat suoraan kuormituksen-kantoominaisuuksiin ja vääntöjäykkyyteen. Hartsipitoisuus pidetään tyypillisesti tietyllä alueella lujuuden ja sitkeyden tasapainottamiseksi, kun taas paksuus vaikuttaa yleiseen jäykkyyteen ja painonjakaumaan -tekijöihin, jotka ovat erityisen tärkeitä urheiluvälineissä, kuten mailoissa tai polkupyörän rungoissa.

Suorituskyky käytännön sovelluksissa sisältää sellaisia ​​parametreja kuin iskunkestävyys, väsymisikä ja ympäristön kestävyys. Iskunkestävyys määrittää materiaalin murtumisherkkyyden törmäysten tai voimakkaiden iskun aikana. väsymisikä mittaa suorituskyvyn heikkenemisen astetta pitkäaikaisen, toistuvan kuormituksen seurauksena; ja ympäristön kestävyys kattaa kosteuden, korroosion ja lämpötilan vaihteluiden kestävyyden. Näiden teknisten parametrien kattava arviointi on välttämätöntä hiilikuitutuotteiden sopivuuden ja luotettavuuden arvioimiseksi täysin eri sovelluksissa.