一种带有花键的碳纤维空心传动轴，由多块碳纤维布沿传动轴侧壁的厚度方向依次铺设而成，多块碳纤维布的长度均等于传动轴的长度，相邻两块碳纤维布之间均填充有环氧树脂；位于传动轴内外壁表面的碳纤维布均为碳纤维斜纹布，位于传动轴内外壁之间的碳纤维布均为碳纤维单向布，沿厚度方向依次相邻的碳纤维单向布的布纹方向均不同；多块碳纤维单向布中与花键的键槽槽底端面或键凸外侧端面相平行的部分内均填充有碳纤维增强条，碳纤维增强条均与其对应的花键端面平行设置，且碳纤维增强条均与传动轴的长度方向垂直。本实用新型能够通过模具直接加热成型，能够提升碳纤维空心传动轴的传动性能。