La fibra de carboni pateix una carbonització a -alta temperatura (per sobre dels 1000 graus) en un entorn de gas inert durant la fabricació. Aquest procés implica l'alliberament d'elements no-carbonosos (com l'oxigen i el nitrogen) i la reordenació dels àtoms de carboni, donant lloc a una estructura de grafit desordenada. La superfície es torna relativament llisa, sense grups funcionals actius, mostrant així inercia i baixa reactivitat. Com a fibra de reforç en materials compostos, la mala adhesió entre la fibra de carboni i el polímer, juntament amb una unió interfacial feble, condueix a una baixa resistència al tall interlaminar en els compostos de matriu de polímer reforçat amb fibra-, afectant les seves aplicacions. La millora de la superfície de la fibra o de les propietats interfacials entre la fibra de carboni i el polímer és crucial per obtenir compostos de matriu de polímer reforçats amb fibra de carboni-alt rendiment-.
Les fibres de carboni solen sotmetre's a un tractament superficial (com ara l'anodització) i a un dimensionament abans de sortir de la fàbrica. Alguns investigadors tracten encara més la superfície de la fibra de carboni per augmentar la seva rugositat superficial i els grups polars, millorant així la seva afinitat amb el polímer. Actualment, els mètodes per a la modificació de la superfície de les fibres de carboni inclouen principalment el tractament d'oxidació, el tractament de recobriment superficial, el tractament amb plasma, el tractament d'empelt de superfícies, el tractament amb raigs gamma- i el tractament per ultrasons.
