Mentre la maggior parte dei produttori di violoncelli costruiscono i loro violoncelli con diversi tipi di legno, altri offrono violoncelli con costruzione in fibra di carbonio. I violoncelli in fibra di carbonio sono realizzati in fibra di carbonio, un materiale che supera il legno in molti modi. Questi violoncelli sono più economici ma più forti e più resistenti dei modelli in legno. La forma generale di questi violoncelli varia solo leggermente dai violoncelli tradizionali in legno. Molte orchestre e violoncellisti in tutto il mondo usano regolarmente questo particolare tipo di violoncello.
A volte ci si aspetta che i violoncellisti suonino in condizioni fredde e umide. Queste condizioni contribuiscono al continuo successo del violoncello in fibra di carbonio. Molti suonatori di violoncello sono riluttanti a suonare i loro costosi violoncelli di legno in tali condizioni e scelgono di utilizzare violoncelli con struttura in fibra di carbonio, poiché possono produrre un suono simile a un violoncello di legno. I violoncelli in fibra di carbonio sono meno costosi, più durevoli, più robusti e più leggeri della maggior parte dei modelli in legno.
La forma tipica di un violoncello in fibra di carbonio può essere leggermente diversa da un violoncello in legno tradizionale. I colli affilati sui violoncelli tradizionali possono causare dolore alla spalla. I modelli in fibra di carbonio sono lisci e riducono la probabilità di provare dolore alle spalle mentre si suona lo strumento. Questi violoncelli hanno bordi lisci, a differenza dei modelli in legno. La mancanza di legno rende anche questi violoncelli buoni per l’ambiente, poiché alcuni produttori di violoncelli in legno usano l’ebano, una specie di albero in via di estinzione, nei loro violoncelli, che non riguarda un violoncello in fibra di carbonio.
La mancanza di cornici su questi violoncelli migliora il suono complessivo prodotto dal violoncello. Cornici su strumenti a corda supportano la struttura dello strumento. Gli strumenti in fibra di carbonio non necessitano necessariamente dello stesso livello di supporto strutturale delle cornici degli strumenti in legno e togliere le cornici da uno strumento in fibra di carbonio rende lo strumento più riverberante.
Molte orchestre utilizzano violoncelli elettrici in fibra di carbonio. I violoncelli producono in genere suoni di basso tono che sono facilmente sopraffatti da gruppi di piccoli strumenti a corda. Le orchestre spesso includono violoncelli in fibra di carbonio con pickup montati e preamplificatori progettati per aumentare la presenza del suono.
La maggior parte dei produttori di violoncelli in fibra di carbonio produce anche archi in fibra di carbonio per accompagnare i loro violoncelli. Mentre molti violoncellisti principianti usano archi in fibra di carbonio, molti professionisti esperti li usano anche per preservare i loro costosi archi in legno di pernambuco. Gli archi realizzati con questo legno possono essere facilmente danneggiati in presenza di climi estremi caldi e freddi.