在某些非常贫瘠的土壤(主要在热带地区)，施用未经处理的生物炭对土壤肥力有积极影响，比如改善土壤储持水能力，土壤透气性和通过提高土壤的pH值来释放养分。在温带气候下，土壤的腐殖质含量往往超过1.5%，这表明生物炭输入对土壤腐殖质的影响没有以上几个方面显著。事实上，土壤中释放的植物养分具有高吸附性，这往往会对植物生长产生负面影响 --至少在短期和中期。这就是为什么在温带气候条件下，生物炭要负载营养物并且其表面要经过微生物氧化激活后使用。负载营养物的最佳方法是将焦炭共堆肥，在堆肥的生物质中加入10-30%的生物炭。生物炭的共堆肥不仅是一种有价值的土壤调节剂，在盆栽土壤、温室、苗圃和其他特殊栽培中，该堆肥可作为泥炭的高效替代品。

当生物炭作为植物养分的载体时，可以生产出具有有效矿物质和有机质的长效肥料。这类肥料具有防止营养物质淋失(传统肥料的弊端)的功效。当植物需要营养时，就可以汲取这些营养。通过微生物共生的刺激，植物从生物炭的多孔碳结构中吸收养分。通过将生物炭与羊毛糖蜜、灰渣、泥浆和果渣等有机废物混合，可以生产出有机碳基肥料。这种产品至少和传统肥料一样有效，而且具有不会对生态系统产生不利影响的优势。

生物炭中含有热解生物质中所含的所有微量元素。在热解过程中，关键的微量元素(超过50种金属元素)成为碳结构的一部分，从而防止微量元素浸出流失，并通过根系分泌物和微生物的共生作用提供给植物。