עקרון העבודה של תוספי פחמן כולל בעיקר את ההיבטים הבאים:
משקעי פחמן מתפרקים: למרכיבים העיקריים של תוספי פחמן כמו פוליאתרמין (PEA) ופוליאיזובוטילןאמין (PIBA) יש פעילות פני השטח חזקה, שיכולה לפרק משקעי פחמן המחוברים למזרקי מנוע, שסתומי יניקה, מצתים וחלקים אחרים במהלך שריפת הדלק, לפרק אותם לחלקיקים קטנים ולפלוט אותם מהמנוע.
מניעת היווצרות משקעי פחמן: תוספים אלו יכולים גם לפזר חומרים כמו קולואידים ואספלטן בדלק כדי למנוע מהם להצטבר ליצירת משקעי פחמן, ובכך להפחית את היווצרות משקעי פחמן. בנוסף, לחלק מהתוספים יש השפעות נוגדות חמצון, שיכולות להפחית את תגובת החמצון של דלק בטמפרטורות גבוהות, ובכך להפחית את היווצרות משקעים.
שיפור יעילות הדלק: על ידי פירוק משקעי פחמן ומניעת היווצרות משקעי פחמן, תוספי פחמן יכולים לשפר את אפקט האטומיזציה של הדלק, לגרום לדלק לשרוף בצורה מלאה יותר, ובכך לשפר את הכוח וחסכון הדלק של המנוע.
תרחישי יישום ספציפיים: בהתכת פלדה, משתמשים בקרבוריזרים כדי להשלים את תכולת הפחמן הנשרפת במהלך התכת פלדה ולשפר את התכונות המכניות של יציקות. ישנם סוגים שונים של פחמים חוזרים, כולל גרפיט מלאכותי, קולה נפט, גרפיט טבעי וכו'. לכל סוג יש תהליך ייצור ספציפי משלו ותרחישים ישימים.
