Densitet: Kolfiberns densitet varierar från 1,5 till 2,0 g/cm³, vilket främst beror på förkolningstemperaturen, förutom strukturen hos prekursorfibern. I allmänhet, efter hög-temperatur (3000 grader) grafitiseringsbehandling, kan dess densitet nå 2,0 g/cm³.
Koefficient för termisk expansion: Koefficienten för termisk expansion av kolfiber skiljer sig från andra fibrer och uppvisar anisotropi. Den är negativ parallell med fiberriktningen (-0,90 x 10⁻⁶ till -0,72 x 10⁻⁶ K⁻¹) och positiv vinkelrät mot fiberriktningen (22 x 10⁻⁶ till 32 x 10⁻⁶ K⁻¹).
Specifik värmekapacitet: Den specifika värmekapaciteten för kolfiber är i allmänhet 7,12 x 10⁻¹ kJ/(kg·K). Värmeledningsförmågan minskar med ökande temperatur.
Specifik resistivitet: Den specifika resistiviteten för kolfiber beror på fibertypen. Vid 25 grader har kolfiber med hög-modul en resistivitet på 775 mΩ/cm, medan hög-kolfiber har en resistivitet på 1500 mΩ/cm. Kolfiber har en positiv elektromotorisk kraft (EMF), medan aluminiumlegering har en negativ EMF. Därför kan kemisk korrosion uppstå när kolfiberkompositer används i kombination med aluminiumlegeringar.
