Na základě výchozího materiálu lze uhlíková vlákna rozdělit do tří kategorií: na bázi polyakrylonitrilu-(na bázi PAN-), na bázi smoly-a umělého-vlákna. Mezi nimi se uhlíková vlákna na bázi PAN-vyznačují relativně jednoduchým výrobním procesem a vynikajícími výkonnostními charakteristikami. Od svého vzniku v 60. letech 20. století se postupně stal dominantním sektorem v průmyslu uhlíkových vláken, který představuje více než 90 % celkové celosvětové produkce; v důsledku toho termín „uhlíkové vlákno“ obecně odkazuje na uhlíková vlákna na bázi PAN-v současné době používané. Uhlíková vlákna-na bázi smoly vyžadují složitou přípravu suroviny a vykazují nižší výkonnostní charakteristiky; v současné době je rozsah jeho výroby relativně malý. Uhlíkové vlákno na bázi umělého hedvábí{13}}se vyznačuje nízkými výtěžnostmi karbonizace, významnými technickými problémy, složitými požadavky na vybavení a vysokými výrobními náklady. jeho produkce je omezená a primárně se používá v ablativních-odolných a tepelně izolačních materiálech.
Prekurzory uhlíkových vláken lze také klasifikovat podle velikosti kabelu (tj. počtu jednotlivých vláken obsažených v jednom svazku). To se obvykle označuje "K-číslem" (představujícím tisíce vláken)-, například 1K, 3K, 12K, 24K, 48K atd. Čím větší je počet vláken, tím větší je velikost kabelu. Na základě rozsahu K-čísel jsou koudele v rozmezí od 1 000 do 24 000 obecně klasifikovány jako „malá- vlákna, zatímco vlákna s hodnotou 48 000 a více jsou označována jako „velká-vlákna“. Velká-tažná vlákna jsou primárně zaměřena na{20}}rozsáhlé, nákladově{21}}efektivní výrobní aplikace.
