不同的生產工藝，炭黑表面的化學性質不同。大多數炭黑的真實表面積大於根據粒度計算的幾何表面積。這是因為炭黑，尤其是粒徑小於25nm的炭黑，表面有很多微孔。
據分析，炭黑表面可以檢測到酚基、醌基、羧基等基團，這些酸性基團在氣黑和氧化爐黑表面的濃度特別高。爐黑中可以檢測到吡喃酮結構，這決定了爐黑的堿性。揮發物的含量可以判斷表面官能團的濃度，也可以衡量炭黑的極性。此外，由於炭黑表面積大，在揮發性環境中容易吸潮，因此在運輸、儲存和使用過程中要特別註意炭黑的吸潮問題。
其中大部分是對導電粒子間接觸的幾何研究。根據這壹理論，炭黑填充量越大，分散狀態下的炭黑顆粒或炭黑顆粒聚集體的密度越大，顆粒間的平均距離越小，相互接觸的概率越高，炭黑顆粒或炭黑顆粒聚集體形成的導電路徑越多。不同極性的聚合物與炭黑組成的* * *混合體系極性越大，炭黑的臨界體積分數越大，意味著體系的電導率下降，因為炭黑表面含有強極性基團，基體是極性的，增強了效果。此時強度增加，但阻礙了導電顆粒本身的凝集，導致導電性差。但在多組分基體樹脂和炭黑組成的* * *混合體系中，由於不同基體的極性不同，填充的炭黑會產生離析現象。此時，電導率取決於炭黑顆粒在分凝相中的濃度和分布，也取決於高聚物在分凝相中的比例。