El carbón negro (BC) es una forma muy fina de materia particulada basada en el elemento carbono que se produce mediante procesos de combustión incompletos, y a menudo se lo conoce comúnmente como hollín. A partir de 2009, la comunidad científica comenzó a considerarlo un factor importante que contribuye al calentamiento global, ya que puede bloquear las emisiones de calor infrarrojo de la atmósfera de la Tierra al espacio. Se estima que el carbono negro es responsable de entre el 10% y el 40% de todos los bloqueos radiativos, aunque solo tiene una vida útil corta de unas pocas semanas en la atmósfera superior a diferencia de un gas de efecto invernadero como el dióxido de carbono que puede persistir hasta un siglo en la atmósfera antes de que se descomponga químicamente. Las principales actividades humanas que producen aerosoles de carbono negro son la quema de madera y vegetación, el uso de carbón para la producción de energía y el funcionamiento de motores diésel. En los Estados Unidos, por ejemplo, a partir de 2011, el 90% de todas las emisiones de BC se producen en el sector del transporte por camiones diesel.
El elemento carbono forma enlaces con muchos otros elementos de la naturaleza, y el carbono negro en sí mismo puede adoptar varias formas diferentes. Sin embargo, a diferencia de los compuestos estables como el carbono de diamante negro o el acero al carbono negro, el carbono negro atmosférico es una forma del elemento que generalmente está débilmente unido a moléculas orgánicas basadas en el material de origen del que se originó. Cuando contiene una estructura microcristalina similar al grafito, puede absorber rayos de luz visible, así como luz infrarroja de longitud de onda más larga conocida como radiación de calor, que normalmente escapan al espacio desde la atmósfera superior y evitan que el planeta se sobrecaliente.
Investigaciones recientes en el siglo XXI han revelado que las emisiones de carbono negro son el segundo elemento más importante que contribuye al calentamiento global después de las emisiones de dióxido de carbono. También se ven como una fuente de contaminación que se reduce fácilmente debido a la corta duración del material en la atmósfera. Las eficiencias mejoradas en los equipos de calefacción o la tecnología de cocción en los países en desarrollo, así como los controles de contaminación del aire en las centrales eléctricas de carbón y los motores diésel, podrían reducir rápidamente las tasas de contaminación de BC a gran escala.
Los vehículos y las plantas industriales que funcionan con diésel se pueden adaptar con depuradores que pueden evitar hasta el 70% de las emisiones de carbono negro durante una vida útil de ocho años para la trampa de partículas. Reemplazar las estufas de cocina en países como India y China, donde la quema de carbón u otra biomasa se realiza ampliamente, por estufas de gas licuado de petróleo (GLP), también se considera una forma práctica y económica de reducir las emisiones de carbono negro. Dado que el hollín es un factor importante que contribuye a las enfermedades respiratorias, esto también mejoraría la salud de quienes se ven afectados por la contaminación del aire de las estufas BC.
Los estudios realizados en 2009 en el Ártico y la Antártida y en 2010 en la cordillera del Himalaya han revelado que el carbono negro es un factor importante que contribuye al derretimiento de los glaciares. Esto es a pesar del hecho de que las emisiones de BC se originan principalmente en las regiones tropicales, siendo las naciones del este de Asia un importante productor del contaminante por volumen. Un factor importante en las tasas de emisión de carbono negro es la deforestación en las regiones de bosques tropicales. La reducción de la deforestación se considera una fuente de contaminación que se mitiga más fácilmente que los intentos anteriores de reducir los niveles de producción de gases que provocan el calentamiento global, como el dióxido de carbono y el óxido de nitrógeno, que son subproductos inevitables de la industria y las redes de transporte en todo el mundo.