高模量玻璃纤维也称M玻璃纤维。M玻璃纤维抗拉强度很高，但是杨氏弹性模量却比较低，例如E玻璃纤维弹性模量为了1.5GPa，只是钢的1/3。尽管如此，由于玻璃的相对密度比钢小，因此其比弹性模量还是比钢丝的高。如果能进一步提高玻璃的弹性模量，则比弹性模量还会再提高，就有可能用它制作更好的结构材料。 
大多数M玻璃纤维都是SiO₂一A1₂O₃一MgO系统的玻璃。能显著提高模量的氧化物有BeO、Y₂O₃、ZrO₂、TiO₂、La₂O₃、CeO₂等。BeO和Y₂O₃特别有效，但是BeO有剧毒，Y₂O₃价格太高，均难以在工业上应用。
    我国的M₁和M₂高模量玻璃纤维也是SiO₂一A1₂O₃一MgO系统，并加入CeO₂、La₂O₃和ZrO₂等氧化物以提高其模量。
M₂高模量玻璃纤维的组成如下[(质量)%]：
                   SiO₂    48～54                   CeO₂    1～3
                   A1₂O₃    16～22                   ZrO₂    0～4
                    MgO    18～23                   TiO₂    0～4
    M₂高模量玻璃的熔制温度为1550℃左右，拉丝温度1320℃，析晶上限温度1300℃。这种玻璃高温下粘度很低，而粘度-温度曲线陡，析晶速度很快，所以必须和S玻璃拉丝一样，在工艺上采用特殊措施，并且其要求比高强的更加严格。
    M₂纤维的弹性模量为93GPa，比E玻璃高约30%。由于引入了原子序数大的元素，所以相对密度也较大，为2.77。M₂纤维的强度也较高。环氧树脂强力环测定结果，抗拉强度为1578MPa，比无碱提高23%，拉伸弹性模量为93GPa，比E玻璃提高25%。用增强型浸润剂拉丝，可直接与环氧树脂、酚醛树脂和尼龙等材料复合成各种玻璃钢制品，已用于军工和部分民用品上。
    生产高模量玻璃的原料为石英砂、蜡石、石灰石、白云石等工业原料，而氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化镧和钛白粉等为化工原料。其中稀土氧化物较贵，工艺要求之高，所以生产成本也较高。