本实用新型涉及轨道交通领域,提供了一种碳纤维变截面中空梁、轨道车辆。该中空梁包括构造成中空梁内壁的内碳纤维层以及由内至外依次覆盖在内碳纤维层外表面的内树脂层、外碳纤维层和外树脂层;内碳纤维层由碳纤维材料利用三维编织技术制得,外碳纤维层由碳纤维材料利用缠绕成型技术制得,内树脂层和外树脂层均由树脂材料利用树脂传递模塑成型技术制得。本实用新型通过采用由三维编织技术编织而成的内碳纤维层作为中空梁的内壁就能提高中空梁的纤维含量、增强中空梁的强度、提高界面剪切强度、增强其各个方向的耐受力。在此基础上,再在内碳纤维层的外表面依次覆盖形成内树脂层、外碳纤维层和外树脂层就可得强度高、质量轻的碳纤维变截面中空梁。