物理机制

填充扩容：土壤孔隙度低是物理结构不良的土壤通病之一，常会导致土壤通气、排水性能及养分释放和移动能力弱。生物质炭疏松多孔结构使其容重明显低于土壤，且能在孔隙中留存大量空气和水分，因此生物质炭能显著增加土壤水气容量。多孔结构生物质炭使土壤容积增加，土质疏松，水气供给和生长空间充足，更利于植物尤其根系生长发育和稳固。此外，土壤孔隙度增加利于降水时土壤盐分的淋溶，降低盐含量，改良盐碱土。

物理吸附：生物质炭比表面积大，且表面分布大量负电荷，通过静电作用吸引土壤中含正电荷的无机金属 离子，非金属离子，有机污染物等。生物质炭与呈正电性的有机物之间的静电吸附作用力会随生物质炭氧化程度增加而增强。由于有机污染物在酸性环境中发生质子化作用，导致生物质炭的吸附作用增强。

孔隙截留：

生物质原料尤其是植物原料中含较多的氢、氧元素，在原料热解炭化中，氢、氧元素脱去使残留碳元素炭化，形成了孔结构。另外，生物质原料有结构消失和脱水裂解反应导致水分和挥发分逸出，形成了多孔碳架结构，除了空气和水分，生物质炭不同孔径孔隙结构还可拦截和固持土壤中的污染物，降低土壤污染风险。当小于孔径的成分扩散或在其他外力作用下进入微孔内部，就会被锁定在生物质炭内，结合离子交换等其他作用机制，产生不可逆吸附固定的有机污染物，长期稳定于土壤中，大大降低其生物有效性。