Ražošanas laikā oglekļa šķiedra inertās gāzes vidē tiek karbonizēta augstā-temperatūra (virs 1000 grādiem). Šis process ietver ne-oglekļa elementu (piemēram, skābekļa un slāpekļa) izdalīšanos un oglekļa atomu pārkārtošanos, kā rezultātā veidojas nesakārtota grafīta struktūra. Virsma kļūst relatīvi gluda, tajā trūkst aktīvo funkcionālo grupu, tādējādi uzrāda inerci un zemu reaktivitāti. Kā kompozītmateriālu pastiprinoša šķiedra, vājā adhēzija starp oglekļa šķiedru un polimēru, kā arī vāja saskarnes saite izraisa zemu starpslāņu bīdes izturību šķiedru-pastiprinātā polimēru matricas kompozītmateriālos, ietekmējot to pielietojumu. Šķiedru virsmas vai saskarnes īpašību uzlabošana starp oglekļa šķiedru un polimēru ir ļoti svarīga, lai iegūtu augstas veiktspējas oglekļa šķiedru-pastiprinātus polimēru matricas kompozītmateriālus.
Oglekļa šķiedras parasti tiek pakļautas virsmas apstrādei (piemēram, anodēšanai) un izmēra noteikšanai pirms izvešanas no rūpnīcas. Daži pētnieki tālāk apstrādā oglekļa šķiedras virsmu, lai palielinātu tās virsmas raupjumu un polārās grupas, tādējādi uzlabojot tās afinitāti ar polimēru. Pašlaik oglekļa šķiedru virsmas modifikācijas metodes galvenokārt ietver oksidācijas apstrādi, virsmas pārklājuma apstrādi, plazmas apstrādi, virsmas potēšanas apstrādi, gamma -staru apstrādi un ultraskaņas apstrādi.
