生物質炭化過程與熱解過程基本相似，以木材為例，溫度在200℃以下時，此過程基本為干燥過程，木材的表面水和內部水蒸氣開始蒸發，當溫度繼續升高，達到200°C~400℃的時候，木材的主要構成纖維素、半纖維素、木質素開始發生熱分解并變成氣體蒸發，伴隨著此過程木材的質量開始大幅度減少，纖維素、半纖維素、木質素的主要熱分解反應在450°C~500℃時終止。達到500℃以上的時候，生物質炭處于精煉過程，在產生H2的同時，炭中的碳元素形成縮合多環芳香族結果，碳元素的比例超過80%。
在木材的熱分解過程中，纖維素、半纖維素、木質素分解激烈的溫度范圍分別為:半纖維素為180°C-300°C，纖維素為240°C-400°C，木質素為280°C-550°C,在生物質的熱分解中，半纖維素、纖維素、木質素三種構成成分隨其構造特性，在各自不同的溫度范圍內進過脫水、解聚，分子間、分子內的鍵斷裂與再成鍵反反復復，反應結果生成的低分子量碎片為氣體、液體產物，而由縮合聚合形成的高分子組分和非分解部分則形成富含碳元素的固體(木炭)。
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