碳纤维和石墨烯都是由碳元素构成的材料，但是它们的结构和性质存在一些差异。
碳纤维的主要特点是具有高强度、高模量、低密度和抗腐蚀性等优良性能，所以广泛应用于航空、航天、汽车、体育器材等领域。碳纤维的分子结构是由碳纤维束或碳纤维片堆积而成，具有类似于普通纤维的一维性质。
而石墨烯是目前已知最薄的材料之一，具有极高的导电性、导热性和机械强度等特点，被认为是未来各种领域的重要材料之一。石墨烯的分子结构是由碳原子构成的六边形晶格，具有类似于晶格材料的二维性质。相比于碳纤维，石墨烯的单层结构使其具有更高的比表面积和更好的可控性能，但由于制备成本高昂，目前仍面临着许多挑战。