本发明公开了一种碳纤维的染色方法，首先将纳米纤维素干粉进行染色，烘干后将染色的纳米纤维素干粉和聚乙烯醇以2：8的质量比混合后，加入去离子水，搅拌均匀得到纺丝液，静电纺丝，制备得到染色的纳米纤维膜；将碳纤维束分离成碳纤维单丝后进行等离子改性，然后用砂纸打磨，在处理后的碳纤维单丝表面喷涂胶水，采用染色的纳米纤维膜对其进行包覆，然后水洗并烘干，最后用透明塑料膜包覆，得到染色后的碳纤维产品。本发明提供了一种间接对碳纤维进行染色的方法，相比于其他碳纤维染色方法，本发明方法简单可行，而且具有不破坏碳纤维性能的优点，染色后的碳纤维产品具有很好的色牢度、耐洗性和耐日晒牢度。