高模量碳纤维又称石墨纤维，是指拉伸模量超过350GPa、含碳量在99%以上的一类高性能碳纤维。高模量碳纤维是航空航天、体育器材、汽车等领域复合材料的重要增强体，具有弹性模量高、热膨胀系数小、耐烧蚀性强、尺寸稳定等特点。 　
　高模量碳纤维是军民两用工业材料，目前航空航天是其主要应用场景，在该领域，高模量碳纤维是航天飞行器及卫星主体结构、功能结构、防护结构、辅助结构的关键材料。高模量碳纤维已在法国、德国、中国等国家的航天器实现应用，未来几年，航天航空仍将是高模量碳纤维主要应用领域。
　　根据原丝类型不同，高模量碳纤维分为聚丙烯睛基（PAN）、沥青基、粘胶基等，其中PAN基高模量碳纤维应用较广泛。碳纤维需进行石墨化获得高模量特性，即在1800℃以上的高温条件下将碳纤维进行石墨化处理。但高温石墨化处理会导致碳纤维的强度下降，如何将碳纤维的高模量和高强度完美匹配是国内外研究重心。
　　高模量碳纤维生产难度较大，目前全球仅有少数国家掌握其技术，日本、美国等国家在该领域具有先发及技术优势，相关企业主要为日本东丽公司、日本帝人公司、美国Hexcel公司等，其中日本东丽公司已经实现多种高模量碳纤维稳定生产和商品化。随着技术突破、性能优化，高模量碳纤维不断向多元化、新型化方向发展。
　　我国高模量碳纤维研发起步虽晚，但随着相关技术突破，我国在该领域逐渐实现了由跟跑到并跑的转变，高模量碳纤维国产化率正不断提升。我国高模量碳纤维相关研发及生产企业有中国科学院宁波材料技术与工程研究所、江苏恒神股份有限公司、威海拓展纤维有限公司、中简科技股份有限公司等。
高模量碳纤维是航天器、飞行器、卫星生产中关键材料之一，受技术限制，目前全球高模量碳纤维市场主要集中在日本、美国等少数国家的企业中，导致高模量碳纤维市场价格长期处于高位。我国高模量碳纤维技术与国际先进水平的差距正不断缩小，高模量碳纤维生产规模将不断扩大。