木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，通常存在于木质里，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间， 起抗压作用。在木本植物中，木质素占25%。

木质素的热分解是在250~500 °C的温度范围内逐渐进行的, 但在310~420°C热分解最快, 形成大量的气体和液体产物。木质素热分解后形成炭的产量约达55%。由于木质素的结构复杂。随着科学技术不断进步，人们应用各种先进的仪器和技术来探讨炭化的过程,其中代表性的是热重分析和差热分析, 这2种技术使人们已经能够了解木材在升温过程中的放热情况和重量损失情况, 由此确定热分解的反应级数、反应动力学、反应所需要的最小活化能及主要成分的热分解情况, 这些新技术使木材及纤维素、半纤维素、木素的热解机理迈进了一大步,让人们对木材炭化的过程有了深刻的认识。

Byrne和Nagle对7个树种进行了热重分析, 得出热解温度与重量损失之间的关系曲线。最早的重量损失率是因为结合水的脱离, 接着重量损失率便是高聚糖分解造成的, 达到200°C时,半纤维素开始断链, 随着半纤维素的分解, 重量损失速率增大,大约到290°C开始减缓; 随后纤维素和木质素发生分解, 重量损失速率又变大,到360°C达最大值, 此时纤维素分解达最大值, 而木质素仍然持续分解,400时重量损失已经达70%;400以上木质素仍然继续分解, 直到800°C, 重量损失达79%,即炭化得率为21%。