Este estudio tiene como objetivo mejorar el rendimiento de los compuestos de madera-plástico (WPCs) compuestos por polvo de tallo de algodón y partículas residuales de película. Además, tiene como objetivo promover la utilización eficiente del biocarbón de tallo de algodón. Los compuestos fueron preparados utilizando biocarbón de tallo de algodón modificado y polvo de xilema como matriz, polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico (MA-HDPE) como agente de acoplamiento, y partículas residuales de película de polietileno (PE) como relleno. Los WPCs fueron fabricados mediante mezcla por fusión utilizando un extrusor de doble tornillo. Las propiedades mecánicas fueron evaluadas utilizando una máquina de ensayos universales y un analizador de textura, la dureza Shore D fue medida utilizando un durometro, y la microestructura fue analizada utilizando un microscopio óptico digital de alta resolución. Se realizó una investigación sistemática sobre el efecto del contenido de biocarbón en las propiedades del material. Los resultados indicaron que el biocarbón modificado mejoró significativamente las propiedades mecánicas y térmicas de los WPCs. Con un contenido de biocarbón del 80%, el material logró un rendimiento óptimo, con una dureza de 57.625 HD, una resistencia a la flexión de 463.159 MPa y una resistencia a la tracción de 13.288 MPa. Además, la conductividad térmica y la difusividad térmica disminuyeron a 0.174 W/(m·K) y 0.220 mm/s, respectivamente, lo que indica propiedades mejoradas de aislamiento térmico. Esta investigación ofrece un enfoque novedoso para la utilización de alto valor de los tallos de algodón y películas residuales, ofreciendo una solución potencial para reducir la contaminación de residuos agrícolas en Xinjiang y contribuyendo al desarrollo de WPCs de bajo costo y alto rendimiento con aplicaciones de amplio alcance.