Materiāla līmenī galvenie parametri ietver blīvumu, stiepes izturību, elastības moduli un pārrāvuma pagarinājumu. Oglekļa šķiedras blīvums parasti ir aptuveni 1,5–1,8 g/cm³-daudz mazāks nekā tērauda-, taču tās stiepes izturība ir 3000–7000 MPa un elastības modulis parasti svārstās no 200 līdz 600 GPa. Šie skaitļi norāda, ka materiāls piedāvā izcilu stiepes izturību un konstrukcijas stingrību, vienlaikus atvieglojot vieglu dizainu. Tā mazais pagarinājums pārrāvuma brīdī (parasti zem 2%) raksturo to kā "stingru materiālu", kas nav piemērots ievērojamai deformācijai.

Attiecībā uz gatavā produkta struktūru uzmanība tiek pievērsta tādiem parametriem kā lamināta struktūra, biezums, šķiedru izkārtojuma leņķi un sveķu saturs. Piemēram, oglekļa šķiedras kompozītmateriālos dažādi izkārtojuma leņķi (piem., 0 grādi, 45 grādi, 90 grādi) tieši ietekmē slodzes -nesuma raksturlielumus un vērpes stingrību. Sveķu saturs parasti tiek uzturēts noteiktā diapazonā, lai līdzsvarotu izturību un stingrību, savukārt biezums ietekmē vispārējo stingrību un svara sadalījumu,{8}}kas ir īpaši svarīgi sporta aprīkojumam, piemēram, raketēm vai velosipēdu rāmjiem.

Praktiskā pielietojuma veiktspēja ietver tādus parametrus kā triecienizturība, noguruma kalpošanas laiks un vides izturība. Triecienizturība nosaka materiāla jutīgumu pret lūzumiem sadursmju vai augstas intensitātes triecienu laikā; noguruma kalpošanas laiks mēra veiktspējas pasliktināšanās pakāpi pēc ilgstošas, atkārtotas slodzes; un vides izturība ietver izturību pret mitrumu, koroziju un temperatūras svārstībām. Šo tehnisko parametru visaptverošs novērtējums ir būtisks, lai pilnībā novērtētu oglekļa šķiedras izstrādājumu piemērotību un uzticamību dažādos lietojumos.