La fibra di carbonio viene sottoposta a carbonizzazione ad alta-temperatura (superiore a 1000 gradi) in un ambiente di gas inerte durante la produzione. Questo processo comporta il rilascio di elementi non-carbonio (come ossigeno e azoto) e la riorganizzazione degli atomi di carbonio, risultando in una struttura disordinata della grafite. La superficie diventa relativamente liscia, priva di gruppi funzionali attivi, mostrando così inerzia e bassa reattività. Essendo una fibra di rinforzo nei materiali compositi, la scarsa adesione tra la fibra di carbonio e il polimero, insieme al debole legame interfacciale, porta a una bassa resistenza al taglio interlaminare nei compositi a matrice polimerica rinforzata con fibre-, influenzandone le applicazioni. Migliorare la superficie della fibra o le proprietà interfacciali tra la fibra di carbonio e il polimero è fondamentale per ottenere compositi a matrice polimerica rinforzata con fibra di carbonio-ad alte-prestazioni.
Le fibre di carbonio vengono generalmente sottoposte a trattamenti superficiali (come l'anodizzazione) e al dimensionamento prima di lasciare la fabbrica. Alcuni ricercatori trattano ulteriormente la superficie della fibra di carbonio per aumentarne la ruvidità superficiale e i gruppi polari, migliorando così la sua affinità con il polimero. Attualmente, i metodi per la modifica superficiale delle fibre di carbonio includono principalmente il trattamento di ossidazione, il trattamento di rivestimento superficiale, il trattamento al plasma, il trattamento di innesto superficiale, il trattamento con raggi gamma- e il trattamento a ultrasuoni.
