碳化木的颜色主要分深褐色到黑褐色，表面可能有金色或银色斑点。颜色深浅跟碳化程度有关，碳化越久颜色越深。比如用明火熏烤的木料颜色偏深褐色带焦糖色，高温电热碳化的则接近黑褐色。木料本身颜色也会影响最终效果，红木碳化后颜色比白桦木深一个色号。

颜色成因跟高温碳化过程有关。当木材温度超过300℃时，表层细胞壁里的水分和糖分开始分解，产生焦糖化反应。实验数据显示，在350℃处理30分钟，木材颜色从浅黄变成深褐色；达到450℃时，碳化层厚度增加0.2毫米，颜色转为黑褐色带金属光泽。碳化时间每增加10分钟，色差值（ΔE）上升0.5个单位。不同碳化方式影响明显，电热碳化比明火碳化温度均匀，所以颜色更均匀，色差值波动小0.3个单位。木料密度高的部分碳化后颜色更深，比如橡木密度0.85g/cm³的碳化后色差值比松木0.45g/cm³的高1.2个单位。碳化后木材密度平均增加15%，这跟细胞壁碳化增重有关，所以颜色深的地方密度也更高。