土壤有机质是土壤肥力的重要指标之一，它可以改善土壤团聚体和稳定性、水分入渗和保持、养分吸持和交换、支持微生物活动等。虽然生物炭的化学结构不同于有机质或土壤腐殖质，但是，生物炭与有机质或腐殖质一样可以改良培肥土壤。生物炭可以提高土壤有机碳含量水平，其提高的幅度取决于生物炭的用量及稳定性。土壤有机碳含量增高可提高土壤的C／N比，从而提高土壤对氮素及其他养分元素吸持容量，有利于通过配合施肥培肥土壤。

新鲜生物炭一般表现较强的疏水性，新鲜生物炭施入土壤后，土壤水入渗及初始导水率降低，水分饱和后则土壤饱和水导水率则有所改善。随着生物炭颗粒表面在土壤中的氧化及羧基基团增多，生物炭的亲水性会逐渐增强，其吸水能力和土壤持水量逐渐提高。
生物炭能够促进土壤微生物活性，因此有可能增加微生物对矿物分解及多糖分泌，而其中多糖则是土壤团聚体形成和稳定的重要物质，从而使得生物炭有稳定或增加土壤团聚体之作用。