Karbonska vlakna so izredno tanka vlakna iz skoraj čistega ogljika, ki imajo kristalno strukturo, razporejeno v dolgih verigah. Takšna zgradba jim daje zelo visoko natezno trdnost ob hkrati majhni teži, zaradi česar prekašajo jeklo in aluminij. Vlakna se prepletajo v tkanine in utrjujejo s smolami, s čimer nastane kompozitni material. Poleg uporabe v KTM X-Bow GT XR se karbonska vlakna pogosto uporabljajo tudi v letalstvu in vesoljski industriji.
Postopek izdelave karbonskih vlaken se začne z organskim polimerom, najpogosteje poliakrilonitrilom, ki se pri zelo visokih temperaturah karbonizira. Tako nastanejo močna in stabilna vlakna, ki jih je mogoče obdelovati v različne oblike. Zaradi te prilagodljivosti se uporabljajo tudi pri izdelavi letalskih kril, trupa letal in satelitov. Enak proizvodni postopek omogoča nastanek izjemno togega monokoka v KTM X-Bow GT XR.
Karbonska vlakna imajo posebno lastnost razpršitve energije ob udarcu, saj se ne upognejo, temveč lomijo po plasteh. Zaradi tega so zelo cenjena v motošportu, hkrati pa tudi v zaščitni opremi, kot so čelade, neprebojni jopiči in športna zaščita. V KTM X-Bow GT XR ta lastnost bistveno poveča varnost voznika. Enaka tehnologija se uporablja tudi v avtomobilih višjega razreda in dirkalnikih Formule 1.
Pomembna prednost karbonskih vlaken je možnost natančnega usmerjanja plasti v različne smeri. Inženirji lahko s tem prilagodijo togost in trdnost točno tam, kjer je potrebna. Zaradi tega se karbonska vlakna uporabljajo tudi v športni opremi, kot so kolesa, smuči, teniški loparji in jadralna plovila. Pri KTM X-Bow GT XR ta natančna zasnova materiala omogoča vrhunske zmogljivosti in neposredno povezavo z dirkalno tehnologijo.