O PEEK reforçado com carbono é mais rígido e ligeiramente mais resistente do que o PEEK normal, apresentando uma temperatura de deflexão térmica sob carga muito mais elevada, embora seja consideravelmente menos dúctil.
O PEEK reforçado com carbono é um PEEK preenchido com fibras de carbono cortadas (cerca de 20 %), o que o torna aproximadamente 2,5 vezes mais rígido do que o PEEK sem enchimento e ligeiramente mais resistente. A temperatura de deflexão sob carga aumenta de cerca de 152 °C para mais de 300 °C, enquanto a temperatura de transição vítrea (143 °C) e o ponto de fusão (343 °C) permanecem inalterados. A contrapartida é a ductilidade: o alongamento diminui de cerca de 45 % para cerca de 2 %, pelo que as peças são rígidas, mas frágeis.
O PEEK reforçado com carbono é uma boa opção para peças estruturais rígidas destinadas a altas temperaturas e para ferramentas.