炭黑的补强作用在于它的表面活性而能与橡胶相结合。橡胶能够很好地吸附在炭黑表面，润湿了炭黑。吸附是一种物理过程，即炭黑与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子间的内聚力，即物理吸附。这种结合力比较弱，还不足以说明主要的补强作用。主要补强作用在于炭黑的不均匀性，有些活性很大的活化点，具有不配对的电子，能与橡胶起化学作用。橡胶吸附在炭黑的表面上而有若干个点与炭黑表面起化学的结合，这种作用称为化学吸附，化学吸附要比单纯的物理吸附大得多。这种化学吸附的特点是分子链比较容易在炭黑表面上移动，但不易和炭黑脱离。这样，橡胶与炭黑就构成了一种能够滑移的强固的键。这种键产生了第二个补强效应。第一个补强效应是当橡胶受到外力作用而变形时，分子链的滑移及大量的物理吸附作用能够吸收外力的冲击，对外力引起的摩擦或滞后形变起缓冲作用；第二个效应是使应力分布均匀。这两个效应的结果使橡胶强力增加。抵抗撕裂，同时又不会过于损坏橡胶的弹性（即分子链的运动）。这是炭黑补强作用的基本原理。