Serat karbon mengalami karbonisasi suhu tinggi-(di atas 1000 derajat ) dalam lingkungan gas inert selama produksi. Proses ini melibatkan pelepasan unsur non-karbon (seperti oksigen dan nitrogen) dan penataan ulang atom karbon, sehingga menghasilkan struktur grafit yang tidak teratur. Permukaannya menjadi relatif halus, tidak memiliki gugus fungsi aktif, sehingga menunjukkan kelembaman dan reaktivitas yang rendah. Sebagai serat penguat pada material komposit, adhesi yang buruk antara serat karbon dan polimer, serta ikatan antarmuka yang lemah, menyebabkan rendahnya kekuatan geser interlaminar pada komposit matriks polimer yang diperkuat serat-sehingga mempengaruhi penerapannya. Memperbaiki permukaan serat atau sifat antarmuka antara serat karbon dan polimer sangat penting untuk mendapatkan komposit matriks polimer yang diperkuat serat karbon-berperforma tinggi.
Serat karbon biasanya menjalani perawatan permukaan (seperti anodisasi) dan pengukuran sebelum meninggalkan pabrik. Beberapa peneliti selanjutnya mengolah permukaan serat karbon untuk meningkatkan kekasaran permukaan dan gugus polarnya, sehingga meningkatkan afinitasnya dengan polimer. Saat ini, metode modifikasi permukaan serat karbon terutama meliputi perlakuan oksidasi, perlakuan pelapisan permukaan, perlakuan plasma, perlakuan pencangkokan permukaan, perlakuan sinar gamma, dan perlakuan ultrasonik.
