W zależności od materiału macierzystego włókna węglowe można podzielić na trzy kategorie: na bazie poliakrylonitrylu- (na bazie PAN-), na bazie smoły- i na bazie sztucznego jedwabiu-. Wśród nich włókno węglowe na bazie PAN- charakteryzuje się stosunkowo prostym procesem produkcyjnym i doskonałymi właściwościami użytkowymi. Od momentu powstania w latach sześćdziesiątych XX wieku stopniowo wyrósł na dominujący sektor w branży włókien węglowych, odpowiadający za ponad 90% całkowitej światowej produkcji; w związku z tym termin „włókno węglowe” ogólnie odnosi się do obecnie stosowanego włókna węglowego na bazie PAN. Włókno węglowe-na bazie paku wymaga złożonego przygotowania surowca i charakteryzuje się gorszą wydajnością; obecnie skala jego produkcji pozostaje stosunkowo niewielka. Włókno węglowe-na bazie sztucznego jedwabiu charakteryzuje się niską wydajnością karbonizacji, poważnymi wyzwaniami technicznymi, złożonymi wymaganiami sprzętowymi i wysokimi kosztami produkcji; jego wydajność jest ograniczona i wykorzystuje się go głównie w materiałach-odpornych na ablację i termoizolacyjnych.
Prekursory włókna węglowego można również klasyfikować według rozmiaru kabla (tj. liczby pojedynczych włókien zawartych w pojedynczej wiązce). Zwykle jest to oznaczane za pomocą „liczby K-” (reprezentującej tysiące włókien)-na przykład 1K, 3K, 12K, 24K, 48K i tak dalej. Im większa liczba włókien, tym większy rozmiar kabla. Na podstawie zakresu liczb K- kable o masie od 1 K do 24 K są zazwyczaj klasyfikowane jako włókna „małych-kawałków”, natomiast włókna o temperaturze 48 K i większej są określane jako włókna „duże-kawałków”. Duże-włókna holownicze są głównie przeznaczone do-opłacalnych-zastosowań produkcyjnych na dużą skalę.
