生物炭的土壤改良剂功能源于南美亚马逊盆地黑土（Terra Preta）的发现及研究。19世纪,当时生活在亚马逊河流域的人们发现了一种特殊的“黑土壤”，这种称为Terra Preta（TP）土壤是古人类刀耕火种形成的一种特殊的肥沃土壤，其所含的有机炭是普通土壤的3-4倍，对恢复土壤生产力和改良土壤具有重要作用。据报道，酸性土壤占世界可耕种面积的十分之三，酸性条件下可导致铝对植物的毒性，还可引起P、 Mo、Ca和Mg的缺失，这将影响作物的生长和产量，而生物炭大都呈碱性，生物炭施入土壤，对酸性土壤的改良、提高土壤pH值，减轻铝毒性具有显著效果。同时，生物炭能改善土壤的物理结构，影响土壤微生物活性，减少营养元素的流失，调控营养元素的循环 。

土壤的物理性质包括土壤质地结构、土壤比重、土壤容重、土壤孔隙度和土壤水分等，生物炭对土壤理化性质的改善效果与生物炭施用量和土壤肥力水平有关,不同质地土壤表现出不同的结果,生物炭可以增大土壤的比表面积、能有效降低土壤的容重与密度，增加土壤的总孔隙度、毛管孔隙度与通气孔隙度，有效地保持土壤中的水分，从而促进植物更充分的吸收水分，减少水分的损失等。