ברמת החומר, פרמטרים בסיסיים כוללים צפיפות, חוזק מתיחה, מודול אלסטי והתארכות בשבירה. לסיבי פחמן יש בדרך כלל צפיפות של כ-1.5-1.8 גרם/ס"מ³-נמוכה בהרבה מזו של פלדה-עם זאת, הם מתהדרים בחוזק מתיחה של 3,000-7,000 MPa ובמודול אלסטי שנע בדרך כלל בין 200 ל-600 GPa. נתונים אלה מצביעים על כך שהחומר מציע חוזק מתיחה יוצא דופן וקשיחות מבנית תוך הקלת עיצוב קל. התארכותו הנמוכה בשבירה (בדרך כלל מתחת ל-2%) מאפיינת אותו כ"חומר קשיח" שאינו מתאים לדפורמציה משמעותית.

לגבי מבנה המוצר המוגמר, תשומת הלב עוברת לפרמטרים כמו מבנה הלמינציה, עובי, זוויות פריסת סיבים ותכולת שרף. ברכיבים מרוכבים של סיבי פחמן, למשל, זוויות פריסה משתנות (למשל, 0 מעלות, 45 מעלות, 90 מעלות) משפיעות ישירות על מאפייני נושא העומס ועל קשיחות הפיתול. תכולת השרף נשמרת בדרך כלל בטווח מסוים כדי לאזן חוזק וקשיחות, בעוד שעובי משפיע על קשיחות כללית וחלוקת המשקל-שקריטיים במיוחד בציוד ספורט כמו מחבטים או שלדות אופניים.

ביצועים ביישומים מעשיים כוללים פרמטרים כמו עמידות בפני פגיעה, חיי עייפות ועמידות סביבתית. עמידות בפני פגיעות קובעת את רגישותו של החומר לשברים במהלך התנגשויות או פגיעות בעוצמה גבוהה-; חיי עייפות מודדים את מידת הירידה בביצועים בעקבות העמסה ממושכת וחוזרת על עצמה; ועמידות סביבתית כוללת עמידות בפני לחות, קורוזיה ותנודות טמפרטורה. הערכה מקיפה של פרמטרים טכניים אלה חיונית כדי להעריך באופן מלא את ההתאמה והאמינות של מוצרי סיבי פחמן על פני יישומים שונים.