Süsinikkiu peamine kasutusala hõlmab selle kombineerimist maatriksmaterjalidega-nagu vaigud, metallid või keraamika-, et luua struktuurseid materjale. Süsinikkiuga-tugevdatud epoksükomposiitidel on kõigi praegu saadaolevate konstruktsioonimaterjalide hulgas kõrgeim kombineeritud eritugevuse ja erimooduli mõõdikud. Süsinikkiust komposiidid pakuvad olulisi eeliseid valdkondades, kus on ranged nõuded tiheduse, jäikuse, kaalu ja väsimusomaduste osas, samuti keskkondades, mis nõuavad kõrget temperatuurikindlust ja erakordset keemilist stabiilsust.
Süsinikkiud tekkisid 1950. aastate alguses vastuseks tipptasemel teadus- ja tehnoloogiasektorite-eriti raketitööstuse, kosmoseuuringute ja lennunduse nõudmistele. Sellest ajast alates on selle rakendused laialdaselt laienenud, hõlmates spordivarustust, tekstiili, keemiaseadmeid ja meditsiinivaldkonda. Kuna tipptehnoloogiad esitavad uute materjalide jõudlusnäitajatele üha rangemaid nõudeid, on teadlased ja tehnoloogid sunnitud pidevalt püüdlema täiustamise poole. 1980. aastate alguses hakkasid järjest ilmuma suure jõudlusega-ja üli-kõrge jõudlusega-süsinikkiud; see tähistas järjekordset tehnoloogilist hüpet ja andis märku, et süsinikkiu uurimine ja tootmine on jõudnud kaugele.
Komposiitidest, mis on moodustatud süsinikkiu ja epoksüvaigu kombineerimisel, on nende madala erikaalu, suure jäikuse ja erakordse tugevuse tõttu muutunud täiustatud kosmosematerjalideks. See on kriitilise tähtsusega, sest iga kosmoselaevas vähendatud kaalukilogrammi kohta saab selle tõstmiseks vajalikku kanderaketti kergendada 500 kilogrammi võrra. Sellest tulenevalt võitleb lennundustööstus nende täiustatud komposiitmaterjalide kasutuselevõtuga. Näiteks teatud tüüpi vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega (VTOL) hävituslennuk kasutab süsinikkiust komposiite ühe-veerandi kere massist ja ühe-kolmandiku tiiva massist. Aruanded näitavad, et USA kosmosesüstiku kolme raketivõimendi põhikomponendid, nagu ka täiustatud MX-rakettide starditorud, on kõik valmistatud täiustatud süsinikkiust komposiitmaterjalidest.
Vormel 1 (F1) võidusõidus on suurem osa auto kerekonstruktsioonist valmistatud süsinikkiudmaterjalidest. Kõrgekvaliteediliste-sportautode kere puhul kasutatakse sageli laialdaselt süsinikkiudu, et suurendada nii aerodünaamilist tõhusust kui ka struktuuri terviklikkust. Süsinikkiudu saab töödelda mitmesugusteks vormideks, sealhulgas kangad, vildid, matid, teibid, paber ja muud materjalid. Traditsioonilistes rakendustes -kasutatakse süsinikkiudu eraldiseisval kujul harva, peale selle kasutamise soojusisolatsioonimaterjalina,-; selle asemel toimib see tavaliselt tugevdusainena, mida lisatakse komposiitmaterjalide loomiseks maatriksmaterjalidele, nagu vaigud, metallid, keraamika või betoon. Süsinikkiuga{9}}tugevdatud komposiidid võivad olla õhusõidukite konstruktsioonimaterjalid, elektromagnetilist varjestust ja staatilist{10}}kaduvat materjali ning biomeditsiinilisi asendajaid-nagu tehissidemed{12}}, laiendades seeläbi nende rakendamist inimkeha erinevates stsenaariumides. Lisaks kasutatakse neid raketikorpuste, mootorpaatide, tööstusrobotite, autode lehtvedrude ja ajamivõllide tootmisel.
2026. aasta jaanuaris kasutasid Jingxiong Express Line'i rongid (mis ühendavad Xiong'ani uut piirkonda Pekingi Daxingi rahvusvahelise lennujaamaga) tipptasemel tehnoloogiaid-sealhulgas süsinikkiust komposiite-, et luua intelligentne töö- ja hooldussüsteem.
Ka 2026. aasta jaanuaris hakati olmeelektroonikasektoris teatud toodetes kasutama oma seadmete korpuse ehitamiseks kosmose-{1}}klassi süsinikkiust komposiite.
7. detsembril 2022 teatati, et Hiina saatis edukalt välja tahkekütuse kanderaketi Kuaizhou-11, mille kogu struktuur ehitati süsinikkiust komposiitmaterjalidest.
2025. aastal oli Tianbing Technology-esimalennuks kavandatud Tianlong-3 kanderaketi-kasuliku koormuse vooder ka süsinikkiust komposiitkonstruktsiooniga.
Süsinikkiust komposiite kasutatakse lisaks satelliithelkurites, uute energiasõidukite akukorpustes ja ehitustööstuse konstruktsiooni tugevdamise projektides.
See materjal on leidnud rakendust ka lennukikandjate tekkides, laevakerekonstruktsioonides ja humanoidrobotite{0}}kandekomponentides.
2025. aastal rakendasid kodumaised kosmosetööstuse tootjad edukalt süsinikkiust/klaaskiust komposiite üldlennunduslennukite kere- ja tiivakomponentidele, saavutades ulatusliku-tootmise ja montaaži. Lisaks võeti praegu väljatöötamisel ja sertifitseerimisel olevatele eVTOL-i (elektriline vertikaalne õhkutõus-välja ja maandumine){3}}tootmisprotsessid kasutusele.
Uues energiasektoris on süsinikkiust komposiidid tõusnud kriitiliseks materjaliks{0}}kõrgetel õhus levivate tuuleenergia tootmissüsteemide jaoks. S1500-maailma esimene megavatt-klassi kommertsõhuga tuuleenergiasüsteem, mida minu kodumaal edukalt katsetati-2025. aasta septembris-, ja S2000 süsteem (edukalt testitud 2026. aasta jaanuaris) kasutavad mõlemad ülitugevaid süsinikkiust komposiitkaableid.
Nende kaablite tõmbetugevus on 3000 megapaskalit, mis võimaldab neil vastu pidada 12. kategooria taifuunidele. Lisaks täidavad need kaablid korraga mitut funktsiooni: edastavad andmeid, pakuvad struktuurilist tuge ja integreerivad kõrgepingeliinid jõuülekandeks. Kvaliteetse-kellatootmise vallas kasutab Šveitsi bränd Richard Mille süsinikkiudmaterjalist Carbon TPT®-süsinikkiudmaterjali-naiste ajanäitajate korpustesse ja sihverplaadidesse, ühendades selle peen viimistlusega, nagu väärismetallid, keraamika ja teemantviimistlus.
