Hlavním účelem sendvičové pěny z uhlíkových vláken je smíchat se s pryskyřicí, kovem, keramikou a další matricí za účelem vytvoření konstrukčního materiálu. Kompozitní materiály z epoxidové pryskyřice vyztužené uhlíkovými vlákny mají mezi existujícími konstrukčními materiály vyšší měrnou pevnost a komplexní index specifického modulu. V oblastech s přísnými požadavky, jako je hustota, tuhost, hmotnost, únavové charakteristiky atd., v případech vyžadujících vysokou teplotu a vysokou chemickou stabilitu, má sendvičová pěna z uhlíkových vláken výhody.

Uhlíkové vlákno bylo vyrobeno na počátku 50. let 20. století v reakci na potřeby špičkové vědy a technologie, jako jsou rakety, letectví a kosmonautika, a je také široce používáno ve sportovním vybavení, textilu, chemických strojích a medicíně. Se stále přísnějšími požadavky špičkových technologií na technický výkon nových materiálů se vědečtí a techničtí pracovníci neustále snaží zlepšovat. Začátkem osmdesátých let se postupně objevovala vysoce výkonná a ultravýkonná uhlíková vlákna, což byl další skok v technologii a také znamenalo, že výzkum a výroba uhlíkových vláken vstoupila do pokročilé fáze.

Kompozitní materiál složený z uhlíkových vláken a epoxidové pryskyřice se stal leteckým materiálem díky své malé specifické hmotnosti, dobré tuhosti a vysoké pevnosti. Protože se sníží každý kilogram hmotnosti vesmírného dopravního prostředku, lze nosnou raketu zmenšit o 500 kilogramů. Proto existuje závod o přijetí pokročilých kompozitních materiálů v leteckém průmyslu. Je zde stíhačka s vertikálním vzletem a přistáním a v ní použitý kompozitní materiál z uhlíkových vláken tvoří 1/4 hmotnosti celého letadla a 1/3 hmotnosti křídla.

Podle zpráv jsou všechny klíčové součásti tří raketových trysek na americkém raketoplánu, stejně jako odpalovací trubice rakety MX, vyrobeny z pokročilých kompozitních materiálů z uhlíkových vláken. Závodní vůz F1 (World Formula One Championship), většina konstrukce karoserie je vyrobena z materiálů z uhlíkových vláken. Velkou předností tohoto špičkového sportovního vozu je použití uhlíkových vláken po celé karoserii pro zlepšení aerodynamiky a strukturální pevnosti.

Uhlíková vlákna lze zpracovat na tkaniny, plsti, rohože, pásy, papír a další materiály. Při tradičním použití se uhlíková vlákna obecně nepoužívají samostatně, s výjimkou tepelně izolačního materiálu, a většinou se přidávají do pryskyřice, kovu, keramiky, betonu a dalších materiálů jako vyztužující materiál pro vytvoření kompozitního materiálu. Kompozitní materiály vyztužené uhlíkovými vlákny lze použít jako konstrukční materiály letadel, elektromagnetické stínění a antistatické materiály, umělé vazy a jiné materiály nahrazující tělo, stejně jako při výrobě plášťů raket, motorových člunů, průmyslových robotů, automobilových listových pružin a hnacích hřídelí, atd.