主要指力学性能。20世纪60年代多数属通用级，70年代发展出高强型(如日本T-300)，80年代中出现了超高强型(如日本东丽公司聚丙烯腈基的T-1000的拉伸强度为7.060GPa，拉伸模量294GPa，断裂伸长为2.4%)和超高模型沥青基石墨纤维(如美国阿莫科公司的Thornel P-120，其拉伸强度为2.1GPa，拉伸模量为820GPa；日本三菱化成的DIALEADK-139，拉伸强度为2.8GPa、拉伸模量为750GPa)。

  发展趋势是聚丙烯腈基向超高强和大断裂伸长方向发展，已达波音级要求。为适应飞机结构件高强、高模同时并重的需求，日本东丽公司又开发了“东丽MJ”系列PAN基碳纤维，其中M4例的拉伸强度为4.41GPa拉伸模量为377GPa、M50J的拉伸强度为4.120GPa拉伸模量为475GPa，打破了过去以为一种碳纤维制品高强和高模两性不可兼得的传统观念。

  上述新牌号适用于飞机一次性结构件；沥青基高性能碳纤维趋向高模方向发展，适用于宇航和外层空间。80年代沥青基碳纤维的开发空前活跃。90年代聚丙烯腈基超高强型性能又有新高，其拉伸强度为7.742GPa、拉伸模量为284GPa，90年代高强、高模MJ型出现了M60J，其拉伸强度为3.920GPa，拉伸模量为588GPa。

  沥青基也向高强、高模方向追赶，日本三菱化学以纯化合物催化法获得了高强、高模产品，拉伸强度为3.5GPa，拉伸模量为800GPa，美阿莫科公司生产出Thornel k1100高强高模中间相沥青石墨纤维，其拉伸强度为3.1GPa、拉伸模量956GPa。我国北京化工大学和北京煤炭化学研究所于1991年小试研制成功高强、高模中间相沥青石墨纤维，其性能前者为拉伸强度为3.2GPa、拉伸模量为898GPa，后者拉伸强度为3.2GPa、拉伸模量为973GPa。沥青原料来源丰富，熔纺工艺简单、碳化收率高，因而成本低廉，具有较强的竞争力，应加速该产品国产化步伐，以利工业化早日实现。