Materjali tasandil hõlmavad põhiparameetrid tihedust, tõmbetugevust, elastsusmoodulit ja katkendlikkust. Süsinikkiu tihedus on tavaliselt umbes 1,5–1,8 g/cm³-palju madalam kui terasel-, kuid selle tõmbetugevus on 3000–7000 MPa ja elastsusmoodul üldiselt vahemikus 200–600 GPa. Need arvud näitavad, et materjal pakub erakordset tõmbetugevust ja konstruktsiooni jäikust, hõlbustades samas kerget disaini. Selle väike katkevenivus (tavaliselt alla 2%) iseloomustab seda kui "jäigat materjali", mis ei sobi oluliseks deformatsiooniks.

Seoses valmistoote struktuuriga nihkub tähelepanu sellistele parameetritele nagu laminaadi struktuur, paksus, kiudude paigutusnurgad ja vaigusisaldus. Näiteks süsinikkiust komposiitide puhul mõjutavad erinevad paigutusnurgad (nt 0 kraadi, 45 kraadi, 90 kraadi) otseselt kandevõimet ja väändejäikust. Vaigusisaldust hoitakse tavaliselt kindlas vahemikus, et tasakaalustada tugevust ja sitkust, samas kui paksus mõjutab üldist jäikust ja kaalujaotust{8}}tegureid, mis on eriti olulised spordivarustuses, nagu reketid või jalgrattaraamid.

Praktiliste rakenduste jõudlus hõlmab selliseid parameetreid nagu löögikindlus, väsimuse kestus ja vastupidavus keskkonnale. Löögikindlus määrab materjali vastuvõtlikkuse purunemisele kokkupõrgete või suure intensiivsusega löökide ajal; väsimuse eluiga mõõdab jõudluse halvenemise astet pärast pikaajalist korduvat koormust; ja keskkonna vastupidavus hõlmab vastupidavust niiskusele, korrosioonile ja temperatuurikõikumistele. Nende tehniliste parameetrite põhjalik hindamine on oluline süsinikkiust toodete sobivuse ja töökindluse täielikuks hindamiseks erinevates rakendustes.