Musta hiili (BC) on erittäin hieno hiukkasmuoto, joka perustuu hiilen alkuaineeseen ja joka syntyy epätäydellisissä palamisprosesseissa, ja sitä kutsutaan yleisesti nimellä noki. Vuodesta 2009 lähtien tiedeyhteisö alkoi pitää sitä merkittävänä ilmaston lämpenemistä edistävänä tekijänä, koska se voi estää maapallon ilmakehän infrapunalämmön päästöt takaisin avaruuteen. Arvioiden mukaan musta hiili on vastuussa mistä tahansa 10%: sta 40%: iin kaikesta säteilyn estämisestä, vaikka sen elinikä yläilmakehässä on vain lyhyt, muutaman viikon toisin kuin kasvihuonekaasu, kuten hiilidioksidi, joka voi kestää jopa vuosisataa ilmakehässä, ennen kuin se hajoaa kemiallisesti. Tärkeimmät ihmisen toimet, jotka tuottavat mustaa hiili-aerosolia, ovat puun ja kasvillisuuden polttaminen, kivihiilen käyttö energiantuotantoon ja dieselkäyttöisten moottorien käyttö. Esimerkiksi Yhdysvalloissa vuodesta 2011 lähtien 90% kaikista BC-päästöistä tuotetaan kuljetusalalla dieselkäyttöisillä kuorma-autoilla.
Elementti hiili muodostaa siteitä monien muiden luonnossa olevien alkuaineiden kanssa, ja musta hiili voi itse ottaa useita eri muotoja. Toisin kuin vakaat yhdisteet, kuten musta timanttihiili tai musta hiiliteräs, ilmakehän musta hiili on kuitenkin elementin muoto, joka on yleensä heikosti sitoutunut orgaanisiin molekyyleihin sen alkuperäisen materiaalin perusteella. Jos se sisältää mikrokiteistä rakennetta, joka muistuttaa grafiittia, se voi absorboida näkyvää valonsädettä sekä pidemmän aallonpituisen infrapunavalon, joka tunnetaan lämpösäteilynä, ja jotka molemmat pakenevat normaalisti avaruuteen yläilmakehästä ja estävät planeetan ylikuumenemisen.
Viimeaikaiset tutkimukset 21. vuosisadalla ovat paljastaneet, että mustan hiilen päästöt ovat toiseksi suurin ilmaston lämpenemiseen vaikuttava tekijä hiilidioksidikaasun jälkeen. Niitä pidetään myös pilaantumisen lähteenä, joka vähenee helposti materiaalin lyhytaikaisen ilmakehän keston vuoksi. Lämmityslaitteiden tai ruoanlaittotekniikan tehostaminen kehitysmaissa sekä hiilellä toimivien voimalaitosten ja dieselmoottoreiden ilmansaasteiden torjunta voivat nopeasti alentaa BC-saastumisastetta laajasti.
Dieselkäyttöisiin ajoneuvoihin ja teollisuuslaitoksiin voidaan jälkiasentaa pesureita, jotka voivat estää jopa 70% mustan hiilen päästöistä kahdeksan vuoden hiukkasloukun käyttöiän aikana. Keittouunien vaihtaminen Intian ja Kiinan kaltaisissa maissa, joissa hiiltä tai muuta biomassaa poltetaan laajasti, nestekaasulla (LPG) poltetuilla keittoliedillä, nähdään myös käytännöllisenä ja taloudellisena tapana vähentää mustan hiilen päästöjä. Koska noki on merkittävä tekijä hengityselinsairauksiin, tämä parantaisi myös niiden ihmisten terveyttä, jotka kärsivät BC -uunien aiheuttamasta ilmansaasteesta.
Tutkimukset vuodesta 2009 Arktisella ja Etelämantereella ja vuodesta 2010 Himalajan vuoristossa ovat paljastaneet, että musta hiili on merkittävä tekijä jäätiköiden sulamisessa. Tämä johtuu siitä, että BC: n päästöt ovat pääasiassa peräisin trooppisista alueista, ja Itä -Aasian maat ovat merkittävä saasteiden tuottaja tilavuudeltaan. Merkittävä tekijä mustan hiilen päästöasteissa on metsien hävittäminen trooppisilla sademetsäalueilla. Metsien hävittämisen vähentämistä pidetään helpommin hillittynä pilaantumisen lähteenä kuin aiempia yrityksiä vähentää ilmaston lämpenemistä aiheuttavia kaasutuotantoja, kuten hiilidioksidia ja typpioksidia, jotka ovat väistämättömiä sivutuotteita maailmanlaajuisesta teollisuudesta ja kuljetusverkostoista.