Le biochar n'est pas un fertilisant, mais il contribue à la fertilisation du sol. En effet, du fait de sa structure poreuse, il sert d'abri à de nombreux micro-organismes qui utilisent ses cavités pour se protéger des prédateurs ou pour stocker le produit de leur métabolisme. Le tout contribue à la structuration du sol (ameublissement) et à sa fertilité, les plantes ayant plus facilement accès aux nutriments. Et ce, pour longtemps : le carbone obtenu par pyrolyse est stable, c'est-à-dire qu'il ne se dégrade que très lentement.
Une réserve d'eau et de nutriments
Le biochar absorbe également l'eau (par capillarité) et retient les nutriments (capacité d'échange cationique) contenus dans le sol. Dans un second temps, il les redistribue en fonction des besoins des plantes et des micro-organismes locataires, au lieu de les laisser être lessivés.
Des électrons plus efficaces
Le biochar facilite et accélère les réactions chimiques souterraines (notamment la circulation des électrons). Il en découle une meilleure activité des micro-organismes et des bactéries fixatrices d'azote et, par conséquent, une meilleure fertilité du sol.
Réduction des émissions de CO2 dans l'atmosphère
Les résidus végétaux dont la décomposition naturelle serait source d'émissions de CO2 dans l'atmosphère (responsables du réchauffement climatique) sont ici transformés en « carbone noir » stable et stocké dans le sol, à très long terme.
Un piège à métaux lourds
Il semblerait que le biochar rende moins « biodisponibles », pour les plantes, les métaux lourds toxiques présents dans le sol.
Augmentation du pH des sols
Le biochar élève le pH des sols. Si cela peut être utile sur des sols acides, il convient de maitriser les apports sur les sols neutres et de les éviter sur les sols alcalins ou sur les sols portant des cultures acidophiles (plantes de terre de bruyère par exemple).