碳纖維本身是一種耐高溫的優良材料，理論上可以達到2600℃。但碳纖維往往不是單獨使用，需要與環氧樹脂等固化劑復合制成成品。環氧樹脂的燃點不高，所以碳纖維復合材料的耐高溫性能會受到限制。陶瓷基碳纖維復合材料的耐溫性可以達到2000攝氏度以上，但這些材料需要隔絕氧氣才能發揮性能，因此經常出現在航空航天領域。其他常見的基于樹脂的碳纖維復合材料可以承受大約200攝氏度。