Medtem ko večina proizvajalcev violončela izdela svoja violončela iz različnih vrst lesa, nekateri drugi ponujajo violončela s konstrukcijo iz ogljikovih vlaken. Violončela iz ogljikovih vlaken so izdelana iz ogljikovih vlaken, materiala, ki v mnogih pogledih prekaša les. Ti violončeli so cenejši, vendar močnejši in trpežnejši od lesenih modelov. Splošna oblika teh violončel se le malo razlikuje od tradicionalnih lesenih violončel. Številni orkestri in violončelisti po vsem svetu redno uporabljajo to posebno vrsto violončela.
Včasih se pričakuje, da bodo violončelisti igrali v hladnih in vlažnih razmerah. Ti pogoji prispevajo k nadaljnjemu uspehu violončela iz ogljikovih vlaken. Mnogi violončelisti neradi igrajo svoja draga lesena violončela pod takšnimi pogoji in se odločijo za uporabo violončela s konstrukcijo iz ogljikovih vlaken, saj lahko proizvedejo podoben zvok kot leseno violončelo. Violončela iz ogljikovih vlaken so cenejša, bolj trpežna, trdnejša in lažja od večine lesenih modelov.
Tipična oblika violončela iz ogljikovih vlaken se lahko nekoliko razlikuje od tradicionalnega lesenega violončela. Ostri vratovi na tradicionalnih violončelih lahko povzročijo bolečino v rami. Modeli iz ogljikovih vlaken so gladki in zmanjšujejo verjetnost, da bi med igranjem na inštrument občutili bolečino v ramenih. Ti violončeli imajo gladke robove, za razliko od lesenih modelov. Zaradi pomanjkanja lesa so ta violončela dobra tudi za okolje, saj nekateri proizvajalci lesenih violončelov v svojih violončelih uporabljajo ebenovino, ogroženo drevesno vrsto, kar pri violončelu iz ogljikovih vlaken ni pomembno.
Pomanjkanje vogalov na teh violončelih izboljša celoten zvok, ki ga ustvari violončelo. Kornice na strunah podpirajo strukturo inštrumenta. Instrumenti iz ogljikovih vlaken ne potrebujejo nujno enake strukturne podpore iz vogalov kot leseni inštrumenti, in če jih vzamemo stran od instrumenta iz ogljikovih vlaken, bo instrument bolj odmev.
Številni orkestri uporabljajo električna violončela iz ogljikovih vlaken. Violončela običajno proizvajajo nizke zvoke, ki jih skupine majhnih strunskih inštrumentov zlahka preglasijo. Orkestri pogosto vključujejo violončela iz ogljikovih vlaken z nameščenimi zvočniki in predojačevalniki, ki so zasnovani tako, da povečajo prisotnost zvoka.
Večina proizvajalcev violončela iz ogljikovih vlaken izdeluje tudi loke iz ogljikovih vlaken, ki spremljajo svoja violončela. Medtem ko mnogi violončelisti začetniki uporabljajo loke iz ogljikovih vlaken, jih mnogi izkušeni profesionalci uporabljajo tudi za ohranitev svojih dragih lesenih lokov pernambuco. Loki iz tega lesa se zlahka poškodujejo v ekstremno vročem in hladnem vremenu.