在机械臂轻量化中，碳纤维扮演了重要角色。以铝合金为例，铝合金的比重是2.7g/cm3，碳纤维比铝合金要轻，它的比重仅有1.5—2.0g/cm3，碳纤维机械臂也是目前所有不同材质的机械臂中最轻的。除此之外，碳纤维在室温下变形极微。根据机构提供的实验数据，同是100cm长度的铝合金机械臂零件与碳纤维机械臂零件，在室温12℃中放置相同时间，最终铝合金机械臂零件变化0.13mm，而碳纤维则无变化，这对操作要求精准度高的机械臂来说尤为重要。

机械臂不仅要承受自身重量，还需要承担抓取工件的重量，这就需要机械臂在承受载荷时不能出现应变和断裂的情况。从抗拉强度方面来看，碳纤维复合材料的抗拉强度为2000MPa，铝合金的抗拉强度约为800MPa；在韧性方面，铝合金的韧性比较低缺乏弹性，碳纤维由于具备纺织纤维的柔软可加工性，所以韧性要远远高于铝合金，并且碳纤维材质也更不容易发生断裂。