Il trattamento al plasma è un metodo di modifica che ha attirato notevole attenzione da parte dei ricercatori. Il plasma è una miscela ionizzata contenente ioni, elettroni, radicali liberi e molecole e atomi eccitati, che interagisce con la superficie della fibra per produrre sostanze altamente reattive. A seconda delle proprietà del gas utilizzato, possono essere generati radicali liberi, ioni e sostanze metastabili, che danno inizio a reazioni di ablazione, reticolazione o ossidazione. I gas tipici utilizzati per generare plasma includono aria, O2, NH3, N2 e Ar.
Durante il processo di trattamento al plasma, il plasma incide e altera la morfologia superficiale della fibra, aumentandone la ruvidità. L'ossidazione genera ossigeno-contenente gruppi funzionali attivi, aumentando l'attività della superficie della fibra. Ciò migliora l'intercalazione fisica e il legame chimico tra la fibra e il polimero, rafforzando l'adesione interfacciale. L'utilizzo del plasma leggero per trattare i materiali presenta due vantaggi principali: in primo luogo, può essere utilizzato in qualsiasi atmosfera, ad esempio atmosfere inerti, riducenti o ossidanti; in secondo luogo, la reazione avviene solo sulla superficie del materiale e non altera in modo significativo le proprietà complessive. Questo metodo di trattamento è semplice da utilizzare, altamente efficiente, provoca danni minimi alla fibra e non richiede trattamenti successivi. Tuttavia, ha una natura-sensibile al fattore tempo; le fibre di carbonio trattate al plasma necessitano di essere composite con la matrice polimerica il prima possibile.

