Anders als bei der Verbrennung, bei der Stoffe unter Verbindung mit Luftsauerstoff reagieren und CO2 freigesetzt wird, werden bei der Pyrolyse oder Carbonisierung diese Stoffe in sauerstofflimitierter Umgebung erhitzt. Dieser Mangel an Luftsauerstoff führt dazu, dass sich der Kohlenstoff aus den pflanzlichen Reststoffen oder reinem Holz nicht mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid verbinden kann. Da kaum Sauerstoff vorhanden ist, kann kein CO2 entstehen. Der Kohlenstoff liegt nach der Carbonisierung in nahezu reiner Form vor. Beimischungen bestehen aus Asche und Mineralstoffen. Dieser Prozess ist bereits sehr alt und fand bereits in der europäischen Mittelsteinzeit (8300 – 4000 Jahre v. Chr.) Anwendung und ist aktuell noch in der traditionellen Herstellung von Holzkohle bekannt. Heute wird die gleiche Reaktion in Stahlbehältern durchgeführt. Mithilfe moderner Anlagentechnik wird innerhalb sehr kurzer Zeit, oft in 30 min und weniger, ein Prozess nachgebildet, der dem der Kohleentstehung vor nahezu 300 Mio Jahre (Inkohlung) ähnlich ist. Charakteristisch für diese Reaktion ist die sauerstoffarme Atmosphäre in der Anlage. Mit einem Verbrennungsluftverhältnis von λ = < 1,0 liegt während der Reaktion ein unterstöchiometrischer Sauerstoffgehalt vor, während bei der Verbrennung ein Verbrennungsluftverhältnis von λ = 1,0 vorliegt. Ein charakteristisches Merkmal der Carbonisierung stellt somit die Tatsache dar, dass, nicht wie bei der Verbrennung (Verrottung, Kompostierung, Verbrennung) CO2 emittiert wird, sondern im Gegenteil, eine CO2 Senke provoziert wird. Die in den Prozess eingebrachten Stoffe werden mithilfe einer externen Energiequelle wie z. B. Flüssiggas auf Temperaturen von 200 °C erhitzt. Beim Erreichen dieser Temperaturen beginnt der eigentliche Verkohlungsprozess. Es entstehen ein brennbares Gasgemisch und Kohlenstoff. Der Kohlenstoff wird abgeführt, während das Gasgemisch mithilfe eines speziellen Brenners verbrannt und damit die in einer Brennkammer vorhandene Luft auf Temperaturen von > 1000 °C erhitzt wird. Diese derart erhitzte Luft wird in einen Heizmantel geleitet der den eigentlichen Reaktor umgibt. Die dort eingebrachten Stoffe werden weiter erhitzt. Somit wird das Material weiter aufgeheizt und ein dauerhafter Prozess, der ohne weitere Energiezufuhr abläuft, beginnt.