碳纖維復合材料作為先進復合材料的代表，它的發展不僅推動航天技術的飛速發展，在導彈和火箭的應用中也有著不可替代的作用。碳纖維復合材料的應用水平與規模甚至已經關系到導彈與火箭新型號的研發和整體性能的提升。
碳纖維復合材料主要在導彈彈頭、彈體、發動機殼體以及衛星的主承力件上應用，如美國三叉戟-2導彈、戰斧式巡航導彈、大力神-4火箭、法國的阿里安-2火箭改型、日本的M-5火箭等發動機殼體，其中使用量最大的是美國赫克里斯公司生產的抗拉強度為5.3GPa的IM-7碳纖維，性能最高的是東麗T-800纖維，抗拉強度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。并且碳/碳和碳/酚醛復合材料還是彈頭端頭和發動機噴管喉襯及耐燒蝕部件的重要防熱材料。
俄羅斯多功能洲際彈道導彈SS-27型“白楊-M"，射程在10000公里以上，采用空間小動量火箭技術，攻擊力極強。而且俄羅斯海上導彈系統中的佼佼者是“圓錘”(布拉比)型潛艇發射導彈，該導彈發射機動性好，同時擁有海基和陸基兩種打擊版本，可以突破敵方導彈防御系統，有效摧毀全球任何地方的敵方日標。其與“白楊-M”型導彈一起，共同構成俄羅斯2040年前核防備力量核心，它們的發動機噴管及大面積防熱層均使用粘膠基碳纖維增強的酚醛復合材料。
我國各類戰略和戰術導彈上也大量采用碳纖維復合材料作為發動機噴管、整流罩防熱材料。碳纖維與芳綸相比，剛度和強度可以提高80%和30%，殼體重量再一次下降30%，另外碳纖維殼體熱膨脹系數小，發動機工作期間尺寸穩定，可以提高發動機工作可靠性，碳纖維還具備一定雷達吸波能力，可以提高導彈隱身性能，有助于增強導彈突防能力。
