Pflanzenkohle wird durch thermische Karbonisierung, der sogenannten »Pyrolyse« von Biomassen hergestellt. Ausgangsmaterialien sind u.a. Hecken- oder Grünschnitt, unbehandeltes Holz. Bei der Behandlung mit Hitze entwickelt das Material eine poröse Struktur, in der Wasser und Nährstoffe gespeichert werden. Etwa die Hälfte des Kohlenstoffs im verwendeten Ausgangsmaterial wird in der entstandenen Pflanzenkohle langfristig gebunden.
Biomassen werden unter Einschränkung von Sauerstoff verkohlt. Langkettige Moleküle der pflanzlichen Zellen werden durch entstehende Wärme aufgebrochen und flüchtige Bestandteile aus der Biomasse gasen dabei aus. Die kohlenstoffhaltige Grundstruktur der Biomasse bleibt erhalten. An der Oberfläche der Pflanzenkohle binden sich die Mineralstoffe der ursprünglichen Biomasse.
Pflanzenkohle kann durch ihre poröse Struktur und enorme innere Oberfläche (mehr als 300 m² pro Gramm) die maximal fünffache Menge ihres Eigengewichtes an Wasser und die darin gelösten Stoffe aufnehmen.
Diese Eigenschaft ist für die Land-, Forstwirtschaft und den Gartenbau von höchster Bedeutung. So kann die produzierte Pflanzenkohle »organisch aufgeladen« und – beispielweise mit Mykorrhiza-Pilzen und Nährstoffen ergänzt – als Pflanzsubstrat verwendet werden. Toxische Bodenstoffe (wie z.B. Schwermetalle) werden wiederum auf der Oberfläche der Pflanzenkohle fest gebunden, können aber nicht mehr von den Pflanzen aufgenommen oder in das Grundwasser entweichen.