本文主要以聚丙烯腈基碳纤维为研究对象,介绍了碳纤维的基本知识和特点,重点说明了聚丙烯腈基碳纤维的制备过程,对每一阶段结构的演变进行了详细分析说明,提出了需要注意和控制的关键要素,然后对其结构和工艺过程进行了全面的分析,得出了碳纤维性能的影响因素：包括分子结构、立体构型、结晶度、结晶尺寸、取向程度、内部孔洞、皮芯结构、表面沟槽、粘丝、杂质、裂纹、原丝和碳纤维的微观结构形态等结构因素；包括原材料纯度、聚合温度、共聚单体配比、引发剂用量和聚合度、水和溶剂浓度比、凝固温度、凝固浴质量分数、纺丝方法、牵伸浴槽温度、牵伸速度、拉伸倍数、牵伸环境、多级拉伸、加入助剂、水洗温度、水洗时间、干燥致密化、喷丝头结构、预氧化温度、预氧化加热时间、加热速率、预氧化拉伸张力、碳化温度、碳化加热速率、碳化拉伸张力等工艺条件因素。并结合不同阶段纤维的形态结构表征,分析得出了原丝结构、取向度、单丝截面形状和表面缺陷等的遗传性,并提出获得高性能聚丙烯腈基碳纤维的几点建议：合适预氧化温度和时间来提高纤维皮层的比例,改善分子链结构,优化层结构取向,调整凝固阶段工艺参数,改善致密化和蒸汽牵伸工艺,改善生产环境,协调好凝固液固含量、凝固浴温度和凝固时间的关系,以及应用化学改性等措施,严格控制纤维的结构和质量。以此作为今后生产和研究的指导。