碳黑，是由 95% 以上的碳，以及少量的氧、硫、氮與灰分所組成，是一種如煙塵一般，質地極為輕盈且細小的黑色粉末，所以也被稱為碳煙。碳黑原生粒子的粒徑大小約落在 10 ～ 500 nm 之間，是由一層層類似石磨的分子結構堆疊而成，若以電子顯微鏡觀察可以發現碳黑並非是以單顆粒子存在，而是由一顆顆的碳黑原生粒子緊密連結成葡萄串狀的凝聚物（aggregate），此為碳黑的一級結構（primary structure）。而一級結構會因為凡德瓦力（Van der Waals force）相互吸附成附聚物（agglomerate），最後經由造粒處理後，便是市面上可見的碳黑顆粒。
由於碳黑原生粒子是由許多類石墨分子層層堆疊而成，這樣的多孔隙結構使得碳黑具有一定的表面物理與化學特性，讓碳黑具有優異的補強性、著色力與導電性，而這些特性會受到碳黑原生粒徑、碳黑結構複雜度以及碳黑粒子表面官能基的影響。碳黑可以增加橡膠製品的抗張強度、硬度、抗撕裂性及耐磨性等性質，故主要用作橡膠的補強劑，其中尤以輪胎為最。
此外，碳黑的顏色極黑，被覆力極強，也是理想的黑色顏料。根據美國市場研究機構弗里多尼亞集團（Freedonia Group）的調查，全世界的碳黑有 67% 被用來製造輪胎，24% 用來製造橡膠管和輸送帶等橡膠製品，其餘的 9% 則用於油墨、染料與油漆等產品。
| 超耐磨碳黑 |
|---|
| SAF |
| N-110 |
| 20 - 50 nm |
| 25.2 MPa |
| 1.35 |
| 1.25 |
| 中超耐磨碳黑 |
|---|
| ISAF |
| N-220 |
| 24 – 33 nm |
| 23.1 MPa |
| 1.25 |
| 1.15 |
| 高耐磨碳黑 |
|---|
| HAF |
| N-330 |
| 28 – 36 nm |
| 22.4 MPa |
| 1.00 |
| 1.00 |
| 易混槽法碳黑 |
|---|
| EPC |
| N-300 |
| 30 – 35 nm |
| 21.7 MPa |
| 0.80 |
| 0.90 |
| 快速擠壓碳黑 |
|---|
| FEF |
| N-550 |
| 39 – 55 nm |
| 18.2 MPa |
| 0.64 |
| 0.72 |
| 高定伸碳黑 |
|---|
| HMF |
| N-683 |
| 49 – 73 nm |
| 16.1 MPa |
| 0.56 |
| 0.66 |
| 半補強碳黑 |
|---|
| SRF |
| N-770 |
| 70 – 96 nm |
| 14.7 MPa |
| 0.48 |
| 0.60 |
| 細粒子熱裂法碳黑 |
|---|
| FT |
| N-880 |
| 180 – 200 nm |
| 12.6 MPa |
| 0.22 |
| — |
| 中粒子熱裂法碳黑 |
|---|
| MT |
| N-990 |
| 250 – 350 nm |
| 9.8 MPa |
| 0.18 |
| — |
關於黑度，是指碳黑所具有的黑色呈現強度。碳黑作著色時，黑度主要基於對光的吸收，對於特定濃度的碳黑，碳黑越細小，則光吸收程度越高。黑度除了受碳黑內部的光吸收外，也受由於粒子表面幾何機構的影響而產生了具有增亮效應的光散射，這會降低黑度，隨著粒徑的減小，光散射程度降低。對於很細的碳黑，只有提高碳黑的濃度才能提高黑度，而對於粗大的碳黑，由於具支配因素的光散射程度因碳黑數增加而提高，因此黑度反而相應降低。
