碳化原理涉及將固體或有機物在隔絕空氣或有限通入空氣的條件下加熱分解的過程，這一過程導致原材料轉化為氣體、液體和固體產物。碳化是一種熱化學加工方法，廣泛套用於木材、煤、油頁岩等的處理。碳化過程通常分為以下三個階段：
加熱階段。在這一階段，原材料在達到約180℃的溫度後開始分解，產生大量水蒸氣和氣態有機物。
膠凝階段。在這一階段，原材料中的纖維素和半纖維素分解，產生膠質物，氣態有機物被固定在膠凝層中，形成堅硬的木炭。
炭化階段。隨著溫度的進一步升高，膠質逐漸炭化，形成越來越多的炭質物質。
此外，碳化過程中產生的氣體（如煤氣）、液體（如焦油）和固體（如焦炭）產物的相對數量會隨著加熱溫度、時間和壓力的變化而變化。