Dok većina proizvođača violončela izrađuje svoja violončela od različitih vrsta drva, neki drugi nude violončela s konstrukcijom od karbonskih vlakana. Violončela od ugljičnih vlakana izrađena su od karbonskih vlakana, materijala koji na mnogo načina nadmašuje drvo. Ova violončela su jeftinija, ali jača i izdržljivija od drvenih modela. Opći oblik ovih violončela neznatno se razlikuje od tradicionalnih drvenih violončela. Mnogi orkestri i violončelisti diljem svijeta redovito koriste ovu vrstu violončela.
Od violončelista se ponekad očekuje da sviraju u hladnim i vlažnim uvjetima. Ovi uvjeti doprinose kontinuiranom uspjehu violončela od karbonskih vlakana. Mnogi violončelisti nerado sviraju na svojim skupim drvenim violončelima u takvim uvjetima i odlučuju koristiti violončela s konstrukcijom od ugljičnih vlakana, jer mogu proizvesti zvuk sličan drvenom violončelu. Čela od ugljičnih vlakana jeftinija su, izdržljivija, čvršća i lakša od većine drvenih modela.
Tipični oblik violončela od karbonskih vlakana može se malo razlikovati od tradicionalnog drvenog violončela. Oštri vratovi na tradicionalnim violončelima mogu uzrokovati bol u ramenu. Modeli od ugljičnih vlakana su glatki i smanjuju vjerojatnost pojave bolova u ramenima tijekom sviranja instrumenta. Ova violončela imaju glatke rubove, za razliku od drvenih modela. Nedostatak drva također čini ova violončela dobrima za okoliš, budući da neki proizvođači drvenih violončela koriste ebanovinu, ugroženu vrstu drveća, u svojim violončelima, što nije problem s violončelom od ugljičnih vlakana.
Nedostatak vijenaca na ovim violončelima poboljšava cjelokupni zvuk koji violončelo proizvodi. Vijenci na žičanim instrumentima podržavaju strukturu instrumenta. Instrumenti od ugljičnih vlakana ne trebaju nužno istu razinu strukturalne potpore od vijenaca kao drveni instrumenti, a oduzimanje vijenaca od instrumenata od karbonskih vlakana čini instrument odjeknijim.
Mnogi orkestri koriste električna violončela od ugljičnih vlakana. Violončela obično proizvode niske tonove koji se lako nadjačavaju skupinama malih žičanih instrumenata. Orkestri često uključuju violončela od karbonskih vlakana s montiranim pickupima i pretpojačalima dizajniranim da povećaju prisutnost zvuka.
Većina proizvođača violončela od ugljičnih vlakana također proizvodi mašne od karbonskih vlakana koje prate svoja violončela. Dok mnogi violončelisti početnici koriste mašne od karbonskih vlakana, mnogi iskusni profesionalci koriste ih i za očuvanje svojih skupih gudala od pernambuco drveta. Lukovi napravljeni od ovog drveta lako se oštećuju u prisutnosti ekstremno vrućeg i hladnog vremena.