Oglekļa šķiedra ir šķiedrains oglekļa materiāls. Tas ir jauna veida materiāls ar lielāku izturību nekā tērauds, mazāks blīvums nekā alumīnijs, spēcīgāka izturība pret koroziju nekā nerūsējošais tērauds, augstāka temperatūras izturība nekā karstumizturīgs tērauds un vadošs, piemēram, varš, ar daudzām vērtīgām elektriskām, termiskām un mehāniskām īpašībām. Oglekļa šķiedra galvenokārt tiek izgatavota no oglekļa šķiedras pastiprinātas plastmasas, kas ir kompozītmateriāls lietošanai. Katra oglekļa šķiedra sastāv no tūkstošiem mazāku oglekļa šķiedru, kuru diametrs ir aptuveni 5 μm ~ 8 μm. Atomu līmenī oglekļa šķiedra ir ļoti līdzīga grafītam, kas sastāv no oglekļa atomu slāņiem, kas sakārtoti sešstūra formās. Atšķirība starp oglekļa šķiedru un grafītu ir savienojums starp slāņiem. Grafīts ir kristāla struktūra, tā starpslāņu savienojums ir vaļīgs, savukārt oglekļa šķiedra nav kristāla struktūra, starpslāņu savienojums ir neregulārs, kas var novērst slīdēšanu un uzlabot materiāla izturību.
Parasti oglekļa šķiedras blīvums ir 1750 kg/m3, siltumvadītspēja ir augsta, bet jaudas pārvades jauda ir zema, un oglekļa šķiedras īpatnējā siltumietilpība ir arī zemāka nekā vara. Sildot, oglekļa šķiedra kļūst biezāka un īsāka. Lai gan oglekļa šķiedras dabiskā krāsa ir melna, zinātnieki to var krāsot dažādās krāsās.