Kohlenstoffverstärktes PEEK ist steifer und etwas fester als normales PEEK und weist eine deutlich höhere Wärmeformbeständigkeit unter Belastung auf, ist jedoch weitaus weniger duktil.
Kohlenstoffverstärktes PEEK ist mit geschnittenen Kohlenstofffasern (ca. 20 %) gefülltes PEEK, wodurch es etwa 2,5-mal steifer als ungefülltes PEEK und etwas fester ist. Die Wärmeformbeständigkeit unter Belastung steigt von etwa 152 °C auf über 300 °C, während der Glasübergang (143 °C) und der Schmelzpunkt (343 °C) unverändert bleiben. Der Nachteil liegt in der Duktilität: Die Dehnung sinkt von etwa 45 % auf etwa 2 %, sodass die Bauteile zwar steif, aber spröde sind.
Kohlenstoffverstärktes PEEK ist eine gute Wahl für steife, hochtemperaturbeständige Strukturbauteile und Werkzeuge.