Faserverbundwerkstoffe sind aus zwei Hauptkomponenten zusammengesetzt: verstärkende Fasern (z.B. Carbonfasern), die in eine Matrix (z.B. Epoxydharz) eingebettet sind. Dieses Faser-Matrix-System weist bessere Eigenschaften auf als jede der beiden beteiligten Komponenten für sich genommen.
Im Unterschied zu anderen Verbundwerkstoffen, wie z.B. Stahlbeton, wird mit der Verwendung von Fasern der Effekt der spezifischen Festigkeit genutzt. Je dünner die Fasern sind – häufig werden Fasern mit einem Durchmesser von wenigen µm (Mikrometern; ein Mikrometer = ein Tausendstel Millimeter) verwendet – desto höher ist die Festigkeit des Werkstoffs in Faserrichtung. Die dünnen Fasern haben also im Vergleich zu dickeren und damit schwereren Materialstrukturen ein sehr vorteilhaftes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht.
Die Fasern werden je nach Bauteilbeanspruchung ausgerichtet und in ihrer Dichte (Anzahl pro Fläche) angepasst: So entstehen maßgeschneiderte Bauteile. Um die Festigkeit in verschiedene Richtungen zu beeinflussen, werden statt einzelner Fasern Fasergewebe oder Fasermatten verwendet, die dann in die Matrix eingebettet werden.