碳纤增强尼龙轮有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度，碳纤增强尼龙增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是高的。碳纤增强尼龙树脂复合材料抗拉强度一般都在3500兆帕以上，是钢的7到9倍，抗拉弹性模量为230到430G帕亦高于钢；因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000兆帕以上，而A3钢的比强度仅为59兆帕左右，碳纤增强尼龙比模量也比钢高。

碳纤增强尼龙兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料。碳纤增强尼龙拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。

一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上碳纤增强尼龙的重量很轻，碳纤增强尼龙的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。碳纤增强尼龙的热膨胀系数与其碳纤增强尼龙纤维不同，碳纤增强尼龙有各向异性的特点。碳纤增强尼龙的比热容一般为7.12。热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值（32到22）。

碳纤增强尼龙的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量为775，高强度碳纤增强尼龙为每厘米1500。这使得碳纤增强尼龙在所有高性能碳纤增强尼龙具有高的比强度和比模量。同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤增强尼龙在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。

与传统的玻纤增强尼龙相比，杨氏模量（指表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量）是玻璃纤维的3倍多；与凯芙拉纤维相比，不仅杨氏模量是其的2倍左右。碳纤增强尼龙环氧树脂层压板的试验表明，随着孔隙率的增加，强度和模量均下降。孔隙率对层间剪切强度、弯曲强度、弯曲模量的影响非常大；拉伸强度随着孔隙率的增加下降的相对慢一些；拉伸模量受孔隙率影响较小。

碳纤增强尼龙还具有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长纤维的克数），一般仅约为19克，拉力高达300kg每微米。几乎没有其他改性工程塑料像碳纤增强尼龙那样具有那么多一系列的优异性能，因此在旨度、刚度、重度、疲劳特性等有严格要求的领域。在不接触空气和氧化剂时，碳纤增强尼龙能够耐受3000度以上的高温，具有突出的耐热性能，与其他材料相比，碳纤增强尼龙要温度高于1500℃时强度才开始下降，而且温度越高，纤维强度越大。

碳纤增强尼龙的径向强度不如轴向强度，因而碳纤增强尼龙忌径向强力（即不能打结）而其他材料的晶须性能也早已大大的下降。另外碳纤增强尼龙还具有良好的耐低温性能，如在液氮温度下也不脆化。