制造材料
自行車的材料有已往使用的鉻钼鋼以外，還有鋁、钛、碳纖、鎂等不斷出現新材料。
碳纖維（CFRP)
碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性。它比重不到鋼的1/4，但強度卻非常強。而且其耐蝕性出類拔萃，是新一代增強纖維。碳纖維廣泛用于民用、軍用、建築、航天以及超級跑車領域。
車架優點
碳纖維車架的特征是「輕、鋼性好、沖擊吸收性好」，但是，充分發揮碳纖維的優異性能，在技術上看起來不是那麼容易，各碳纖維材料廠家之間的品質差異也較大。自行車廠家考慮到成本問題，不大可能使用高等級的碳纖維來制作車架。雖然存在上述的現實問題，但是碳纖維車架還是具有其他素材所沒有的優點，可以制造8、9kg左右的輕量自行車，這種碳纖維輕量自行車，登坡時最能體現其優點，登坡順利而爽快。而不會像一些輕的鋁合金車架，登坡時感到有一種向後拉的力量。
(1).可以制作重量輕的車架
碳纖維車架是把碳纖維對着發生應力的方向層層疊而得到強度。碳纖維車架非常輕，這是它的密度和強的拉伸強度構成的。
(2).沖擊吸收性好
碳纖維用來制作殘疾者運動時用的假腿，或者特殊的彈簧等被用在各領域。利用它的吸收沖擊力優異的性能，制作不用避震器的自行車。如SCOTT廠的ELEVATED車架是著名的。但是各個廠家之間的品質差異較大，有的很硬，因此這種車架乘騎後才能知道好或者不好。
(3).可以制造各種形狀的車架
碳纖維的基本成型方法是，在模具上鋪上纖維片然後流入樹脂并燒固。可以制成各種形狀的車架，如TREK的Y車架。
車架缺點
(1).複雜的應力計算
構成碳纖維車架的是碳纖維，它的特點是拉伸強度強，但剪斷強度弱，加工時需要進行複雜的應力計算(縱剛性、橫剛性)，根據計算把碳纖維片重疊成型。加工技術各廠家各異，應選擇有經驗而可靠廠家的制品是很重要的。
(2).難于更改尺寸
由于作好模具後成型，難于更改尺寸。無法相應多尺寸多款式的訂單。
(3).老化
使用樹脂因此會不會老化？這是一個存在的課題，它放置在陽光下時會逐漸變白。當然這種現象關系到廠家的技術。最好不要放置在陽光下。
種類介紹
全碳
所有的碳纖維自行車配件全部采用碳纖維材料。
半碳
很多自行車采用鋁合金+碳纖維來制造。比如一個車架，可能上管會采用碳而其它部位則鋁合金（或者後三角采用碳···），前叉臂用碳纖維，前叉管用鋁合金制造，這樣的就可以說是半碳的。
包碳
有些車架、車把、把立、曲柄、前叉、坐杆等配件，廠家用鋁合金制作，然後在表層包了一層碳布，這就是包碳的東西。
材料環境
碳纖維和環境的關系
碳纖維含有樹脂因此也可以說耐酸。但是對碳纖維來說應多考慮内在因素，它用樹脂因此樹脂老化的可能性是存在的。碳纖維制自行車不使用時應該避開陽光，日光和環境的溫度對它的影響最大。
钛和環境的關系
耐腐蝕性極佳(被使用在和原子能有關的部門)，不怕雨水、不怕受傷、沾上水滴也不用抹幹淨。用這種材料制作自行車實在浪費，但是钛也有缺點如前述(異種金屬腐蝕)，如鋁制配件和钛制配件接合在一起時逐漸被腐蝕掉。
除了钛之外，其他金屬之間也會發生異種金屬腐蝕，尤其是坐管部位，例如，把鋁制坐管和鉻钼鋼車架接合在一起而不管它時，接觸面變成褐色，甚至于無法把它們解脫下來。
金屬的疲勞度
制作自行車車架的材料有鉻钼鋼、鋁、钛、碳纖等。其中用最薄的管來制作的是鉻钼鋼車架。它的加工性好，材料便宜，騎感好，但它必需制成薄壁管，這種薄壁的管會有較高的拉伸強度和加工性。
鉻钼鋼的強度較容易逐漸減弱，也就是較容易疲勞的現象表現在如下。
(1).同樣的沖擊力加在各種材料上，鉻钼鋼薄管所發生的應力最大(容易發生疲勞而引起的破壞)。
(2).對鉻钼鋼的研究的曆史較長，最大限制地利用它的特性制成極薄壁的管，應力雖然發生的各個局部部位，但是對整個管來說會發生較高的應力。
(3).由生鏽引起的全面腐蝕将會引起管壁的變化，結果這個現象又提高了應力，引起疲勞破壞。
(4).應力集中在局部而生鏽、或者外傷引起的凹處，從該處引起疲勞破壞。
(5).參加比賽時産生的沖擊，使車架發生較高的應力，使用的次數越多，疲勞破壞也逐漸增多。
以上主要是針對鉻钼鋼，但是鋁合金制的車架發展迅速，有許多用薄壁的鋁管制作的車架，它們是否上述的鉻钼鋼制車架一樣，發生疲勞破壞呢？尤其是鋁沒有耐疲勞限度，很小的應力也必定會産生破壞。其應力越大破壞所需時間越短。所出售的極薄壁管的鋁制車架，廠家都未明确注明其壽命。
研制開發
自行車是人們日常生活中不可缺少的代步工具,其造價低廉,維修簡單,使用方便,深受世界各國人民喜愛,形成了巨大的自行車消費市場,随着現代社會的飛快發展,自行車已不僅僅是交通和運輸工具,已具有集健身、旅遊、競賽等多種功能。自行車檔次的高低取決于材料的選擇和做工。典型的低、中、高檔自行車構架分别由碳鋼、鉻钼合金及鋁合金和碳纖維制造。碳纖維是一種新型的複合材料,它有重量輕、比強度高、比剛度大的優點,而且具有可設計性和易成型性,從而使設計的結構有更高的結構效率。
研發進度
世界各國都對研制新形态、新材料的自行車投入了巨大的人力、物力、财力。車架是自行車的骨架,它在很大程度上決定了自行車的造型和使用性能。美國、英國和我國台灣等都已開發生産出碳纖維自行車車架。
最新成果
中國輕工業聯合會組織并主持召開了連雲港迎雁新材料有限責任公司和連雲港神鷹碳纖維自行車有限責任公司完成的“碳纖維自行車技術開發”項目科技成果鑒定會。鑒定委員會專家在聽取了項目完成單位的研發、查新、檢測和使用等報告，并實地考察了産品生産現場後，一緻認為港城碳纖維自行車生産綜合技術國内領先，并達到國際同類産品的先進水平。
迎雁新材料和神鷹碳纖維自行車有限責任公司實施的“碳纖維自行車技術開發”項目，利用的是自主研發的碳纖維和樹脂配方，采用異型内置充氣袋和冷卻後固化定型工藝，很好地解決了國産碳纖維與樹脂複合後的界面結合問題，保證了碳纖維自行車車架成型中的技術穩定性。該項目在實施過程中申請相關專利15項，測試指标達到歐盟認證标準，綜合技術國内領先，并達到國際同類産品的先進水平。
該項目實現了碳纖維自行車的規模化生産，産品已形成系列品種，并推廣應用，成為專業自行車運動隊的訓練及比賽用車，國内外市場前景良好，對推動我國自行車行業技術進步和産品轉型升級具有重要意義。
