炭化作用，也被稱為碳化作用，是一種熱解技術過程，指的是在缺氧或貧氧的條件下，將生物質、木材、油頁岩等物質加熱分解，以製備相應的炭材。這一過程可以將原料轉化為氣體（如煤氣）、液體（如焦油）和固體（如焦炭）產物。在炭化過程中，原料中的低分子物質首先揮發，然後發生一系列複雜的物理和化學變化，包括脫水、脫氣、熱分解和熱縮聚反應。通過炭化，可以排除成型料中的揮發份及水分，提高炭化料的強度，並形成初步的孔隙結構。
炭化作用在工業上有廣泛套用，例如在活性炭製造過程中，炭化是關鍵的熱處理工序之一。在炭化過程中，大部分非碳元素如氫和氧以氣體形式被排除，而碳原子則重新組合成基本石墨微晶的有序結晶生成物。此外，炭化作用還用於提高催化劑的穩定性、增強其催化活性，以及在混凝土生產中控制水泥的鹼度。