生物质炭化过程大致可分为3个阶段。①干燥阶段（＜150℃）。生物质原料在反应器内吸收热量，水分蒸发逸出，生物质内部化学组成几乎没有变化。②挥发热解阶段（150～300℃）。生物质大分子化学键发生断裂与重排，形成并释放有机质挥发分，这时少量挥发分的静态渗透式扩散燃烧，可逐层为物料提供热量支持分解。③全面炭化阶段（300～550℃）。物料发生剧烈的分解反应，产生焦油、乙酸等液体产物和甲烷、乙烯等可燃气体，随着大部分挥发分的不断析出，得到主要由碳和灰分组成的生物炭。

按照生产过程的连续性，生物质炭化技术可分为固定床炭化技术和移动床炭化技术。固定床炭化技术又可分为窑式炭化技术和干馏釜式炭化技术。窑式炭化技术采用自燃式热源，一般以生物炭单一产品为生产目标，对应的设备结构简单、生产成本低，在木炭生产中依然得到较为广泛的应用。干馏釜式炭化技术采用外部热源，可实现生物炭与其他副产品联产，但只能序批生产。移动床生物质炭化技术是在以上炭化技术的基础上发展起来的，与固定床生物质炭化技术相比，具有生产连续性好、生产率高、过程控制方便、产品品质相对稳定等优点，代表了生物质炭化技术的未来发展方向。

生物炭既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。生物炭的生产和应用已引起广泛关注。例如，生物炭在农用方面可作为土壤改良剂或肥料增效载体，不但对土壤起到改良培肥作用，而且可增强土壤环境降解功能，促进作物增产，提高肥料利用率，减少因土壤肥料养分散失对环境造成的危害。