Mientras que la mayoría de los fabricantes de violonchelo construyen sus violoncelos con diferentes tipos de madera, algunos otros ofrecen violonchelos con construcción de fibra de carbono. Los cellos de fibra de carbono están hechos de fibra de carbono, un material que supera a la madera de muchas maneras. Estos violoncelos son más baratos pero más fuertes y más duraderos que los modelos de madera. La forma general de estos violoncelos varía solo ligeramente de los violoncelos de madera tradicionales. Muchas orquestas y violonchelistas de todo el mundo utilizan regularmente este tipo particular de violonchelo.
A veces se espera que los violonchelistas toquen bajo condiciones de frío y humedad. Estas condiciones contribuyen al éxito continuo del cello de fibra de carbono. Muchos jugadores de violonchelo son reacios a tocar sus caros violoncelos de madera en tales condiciones y eligen emplear violonchelos con construcción de fibra de carbono, ya que pueden producir un sonido similar al de un violonchelo de madera. Los cellos de fibra de carbono son menos costosos, más duraderos, más resistentes y más livianos que la mayoría de los modelos de madera.
La forma típica de un cello de fibra de carbono puede ser ligeramente diferente de un cello de madera tradicional. Los cuellos afilados en los violonchelos tradicionales pueden causar dolor en el hombro. Los modelos de fibra de carbono son suaves y reducen la probabilidad de experimentar dolor en los hombros al tocar el instrumento. Estos violoncelos presentan bordes lisos, a diferencia de los modelos de madera. La falta de madera también hace que estos violonchelos sean buenos para el medio ambiente, ya que algunos fabricantes de violonchelo de madera usan ébano, una especie de árbol en peligro de extinción, en sus violonchelos, lo que no es una preocupación con un cello de fibra de carbono.
La falta de cornisas en estos violonchelos mejora el sonido general producido por el violonchelo. Las cornisas en instrumentos de cuerda apoyan la estructura del instrumento. Los instrumentos de fibra de carbono no necesitan necesariamente el mismo nivel de soporte estructural de las cornisas que los instrumentos de madera, y quitar las cornisas de un instrumento de fibra de carbono hace que el instrumento sea más reverberante.
Muchas orquestas emplean chelos eléctricos de fibra de carbono. Los violoncelos típicamente producen sonidos de tono bajo que son fácilmente dominados por grupos de pequeños instrumentos de cuerda. Las orquestas a menudo incluyen violonchelos de fibra de carbono con pastillas montadas y preamplificadores diseñados para aumentar la presencia del sonido.
La mayoría de los fabricantes de cello de fibra de carbono también producen arcos de fibra de carbono para acompañar a sus violonchelos. Mientras que muchos violonchelistas principiantes usan arcos de fibra de carbono, muchos profesionales experimentados también los usan para preservar sus caros arcos de madera de pernambuco. Los arcos hechos de esta madera se dañan fácilmente en presencia de climas extremadamente cálidos y fríos.