ถ่านไบโอชาร์เป็นสีดำ ฟู น้ำหนักเบา อุดมไปด้วยคาร์บอน-วัสดุแข็งที่ผลิตขึ้นโดยการทำความร้อนชีวมวล (เช่น ของเสียทางการเกษตร ไม้ หรือวัสดุอินทรีย์) จนถึงอุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 350 องศาถึง 700 องศา ) ภายใต้สภาวะที่ขาดออกซิเจน-โดยใช้เทคโนโลยีไพโรไลซิส โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบเม็ดและส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน โดยโดยทั่วไปจะมีปริมาณคาร์บอนเกิน 70% มีความสามารถในการละลายต่ำมากและมีคุณสมบัติโครงสร้างคาร์บอกซิเลตและอะโรมาติกสูง ถ่านไบโอชาร์สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบหลากหลายประเภท รวมถึงขยะทางการเกษตร เช่น มูลไก่ มูลสุกร เศษไม้ และฟาง รวมถึงขยะอินทรีย์ทางอุตสาหกรรม และกากตะกอนจากชุมชน
ถ่านไบโอชาร์เป็นคาร์บอนที่เกือบจะบริสุทธิ์และสามารถคงอยู่ในดินได้หลายร้อยถึงหลายพันปีหลังจากถูกฝัง ช่วยแยกคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยลดภาวะโลกร้อน อีกทั้งยังมีคุณค่าในการปรับปรุงการเกษตร ปริมาณคาร์บอนสูงและโครงสร้างที่มีรูพรุนช่วยให้ถ่านไบโอชาร์ปรับปรุงโครงสร้างของดินได้อย่างมีนัยสำคัญ (การเติมถ่านไบโอชาร์ลงในดินทรายสามารถเพิ่มความสามารถในการกักเก็บน้ำได้ 92% การเติมถ่านไบโอชาร์ลงในดินเหนียวสามารถเพิ่มอัตราการไหลของน้ำได้สูงสุดถึงสามเท่า) และความอุดมสมบูรณ์ แก้ไขคาร์บอนในชั้นบรรยากาศเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และดูดซับและย่อยสลายสารที่เป็นอันตรายในสิ่งแวดล้อม (ดูดซับ N2O ด้วยความเข้มข้นมากกว่า CO₂ 300 เท่า) ดังนั้นจึงมีการใช้งานที่สำคัญในด้านการเกษตร การฟื้นฟูสิ่งแวดล้อม และการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ในปี 2565 ขนาดของตลาดถ่านชีวภาพทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 231 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และคาดว่าจะเติบโตเป็นประมาณ 2.196 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2573 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้นเกินกว่า 10% ปัจจุบัน ตลาดถ่านชีวภาพกระจุกตัวอยู่ในอเมริกาเหนือและยุโรปเป็นหลัก ในขณะที่ภูมิภาคเอเชีย-แปซิฟิก โดยเฉพาะจีนและอินเดีย มีศักยภาพในการเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ คุณภาพของถ่านไบโอชาร์ที่ผลิตจากวัตถุดิบที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมาก และถ่านไบโอชาร์ที่ผลิตผ่านไพโรไลซิสที่อุณหภูมิต่างกันก็ให้ผลที่แตกต่างกันเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ด้วยการควบคุมเทคโนโลยีไพโรไลซิสอย่างเคร่งครัด จึงสามารถสร้างถ่านไบโอชาร์ที่มีคุณสมบัติทางวิศวกรรมและมีความน่าเชื่อถือสูงได้ คาร์บอนประเภทนี้จะเหมาะสำหรับการใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การเปลี่ยนกราไฟท์และอิเล็กโทรดคาร์บอนกัมมันต์ในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่มีความต้องการสูง (รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนและซุปเปอร์คาปาซิเตอร์)
