碳化是通過干餾將植物和動物尸體等有機物轉化為碳。

碳化是一種熱解反應，因此被認為是一個復雜的過程，其中有許多反應同時發生，如脫氫、縮合、氫轉移和異構化。

碳化不同于煤化，因為它發生得更快，因為它的反應速度快了很多數量級。

對于最終熱解溫度，施加的熱量控制碳化程度和外來元素的殘留量。 例如，在 T ~ 1200 K 時，殘留物的碳含量超過 90 wt.%，而在 T ~ 1600 K 時，發現超過 99 wt.% 的碳。碳化通常是放熱的，這意味著它可以 原則上可以自我維持，并用作不產生二氧化碳的能源。 就葡萄糖而言，該反應每克釋放約 237 卡路里熱量。

當生物材料暴露在突然的灼熱中時（例如，在核爆炸或火山噴出的火山碎屑流的情況下），它會非常迅速地碳化，變成固體碳。 在赫庫蘭尼姆被火山摧毀時，許多有機物體如家具被高溫碳化。

工業環境中的木材碳化通常需要 280 °C 以上的溫度，這會釋放能量，因此這種反應被稱為放熱反應。 這種碳化，也可以看作是木材的自發分解，一直持續到只剩下稱為木炭的碳化殘留物為止。 除非提供進一步的外部熱量，否則該過程將停止并且溫度達到最高約 400°C。 然而，這種木炭仍然含有可觀數量的焦油殘留物，以及原始木材的灰燼。

碳化物產生的物質可以證明是有害的，應采取簡單的預防措施來降低風險。

碳化產生的氣體含有高含量的一氧化碳，吸入有毒。 因此，在操作過程中在窯或坑周圍工作時以及開窯卸料時，必須注意提供適當的通風，以使卸料過程中通過熱燃料自燃而產生的一氧化碳排出。 被分散。

碳化產生的焦油和煙霧雖然沒有直接毒性，但可能對呼吸系統有長期的損害作用。 在可能的情況下，住房區的位置應使盛行風將木炭作業產生的煙霧帶走，窯爐不應靠近住房區。

木焦油和焦木酸對皮膚有刺激性，應注意避免皮膚長時間接觸，提供防護服并采用盡量減少接觸的工作程序。

焦油和焦木液還會嚴重污染溪流，影響人類和動物的飲用水供應。 魚也可能受到不利影響。 中型和大型木炭作業產生的液體流出物和廢水應收集在大型沉淀池中并使其蒸發，以免這些水進入當地排水系統并污染溪流。 與干餾和其他復雜系統不同，窯和坑通常不會產生液體排放物——副產品主要以蒸汽形式散布到空氣中。 在這種情況下，防止環境空氣傳播污染的預防措施更為重要。

在一項研究中，碳化被用來制造一種新的催化劑，用于從乙醇和脂肪酸中生成生物柴油。 這種催化劑是由葡萄糖和蔗糖等單糖碳化產生的。 糖在 400°C 和氮氣流下處理 15 小時，得到由多環芳烴片層的復雜混合物組成的黑碳殘渣。 然后用硫酸處理這種材料，用亞磺酸鹽、羧基和羥基催化位點使薄片功能化。