碳纤维增强聚合物基复合材料作为一种先进的复合材料，凭借它轻质高强、抗腐蚀等一系列的优点被广泛的运用于航空航天领域。然而，聚合物基复合材料在湿热环境中的力学性能会明显降低，同时复合材料的多相性决定了材料受不同环境影响、在不同的加载方式下的受力情况是极其复杂的。目前对复合材料在环境作用下的可靠性评估尚没有完整的体系。本文通过静力学手段对T700S/#2510和G30-500/TC275两种碳纤维增强/环氧树脂复合材料，分别在-55℃、常温干态、82℃、温度82℃相对湿度85%四种环境下进行拉伸、压缩、面内剪切试验；分析材料的吸湿特性，并测试材料吸湿前后的玻璃化转变温度；对比两种材料的力学性能，研究复合材料在温湿度环境下的力学性能。试验研究表明：碳纤维复合材料层合板吸湿过程分为两个阶段，第一阶段是线性的，而第二阶段则表现出了明显的非线性，它遵从Fick第二定律；在相同的铺层比例下，材料的铺层数越少，吸湿速率越快；材料尺寸在一定范围内，相同厚度下45°方向的铺层比例越高，材料的吸湿速率越快；吸湿后碳纤维复合材料的玻璃化转变温度比干态下降了30℃；T700S/#2510的拉伸、压缩性能比G30-500/TC275强，而它们的剪切性能没有明显差别；碳纤维复合材料拉伸强度的模量不受温湿度影响；在高温环境下，织物的抗压强度下降了9.11%~15.90%，单向带90°方向的抗压强度下降了19.1%；低温环境下，织物的压缩强度变化不明显，而单向带90°方向的压缩强度提高了10.3%；在温湿度的联合作用下，织物的压缩强度保持率只有75%左右，抗剪强度保持率只有67%；碳纤维复合材料的破坏为脆性破坏，在湿热环境下，材料塑性增加。