活性炭是一種非G性吸附劑。外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種。近幾年又發展了球狀活性炭，浸透型活性炭和高分子涂層活性炭等新的品種。主要成分除炭以外還含少量的氧、氫、硫等元素，以及水分、灰分。其具有巨大的比表面積(通常比表面積高達500～1700 m2/g)和特別發達的微孔，吸附性能和化學穩定性良好，可以耐強酸、強堿，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。
活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附主要發生在活性炭去除液相和氣相中雜質的過程中。活性炭的多孔結構提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力，從而達到將介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。必
須指出的是，這些被吸附的雜質的分子直徑必 須是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能保證雜質被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭，從而適用于各種雜質吸收的應用。

除了物理吸附之外，化學反應也經常發生在活性炭的表面。活性炭不僅含碳，而且在其表面含有少量的化學結合、功能團形式的氧和氫，例如羧基、羥基、酚類、內脂類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡合物可以與被吸附的物質發生化學反應，從而與被吸附物質結合聚集到活性炭的表面。取一個典型的例子：水處理過程中活性炭可以與水中的亞氯酸鹽發生反應使亞氯酸鹽變成氯離子形式，從而達到去除水中亞氯酸鹽的目的，使水不再有令人反感的味道和氣味。

活性炭吸附水中溶質分子是一個復雜的過程，是幾種力綜合作用的結果，包括離子吸引力、范德華力、化學雜和力。根據吸附的雙速率擴散理論認為，吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構成的雙速過程，迅速擴散在數小時內即完成，發揮了60%－80%活性炭的吸附容量。迅速擴散是溶質分子在碳粒內沿徑向均勻分布的阻力小的大孔隙中擴散的過程。這些大孔隙產生徑向的擴散阻力。當分子從大孔進一步進入與大孔相通的微孔中擴散時，由于受到狹窄孔徑所產生的很大阻力，從而G為緩慢。微孔也是在碳粒內均勻分布，但不構成徑向的擴散阻力。影響粉末活性炭吸附的因素涉及溶質分子G性、分子量大小、空間結構，這一點取決于水源水質的特征。活性炭對不同的物質分子具有選擇吸附性。
投加粉末活性碳后，水體相當部分有機物得到去除，水體中膠狀物質含量減少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利于絮體的架橋，能改善絮體的結構。除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水CODcr、色度、濁度大幅度下降。同時活性炭對水中的致癌物與致突變物及其含酚化合物均有良好的去除效果。
粉末活性炭對人工合成化學物的吸附去除主要取決于該化合物的類型。在選擇投加點時，要有充足的攪拌條件，使粉末活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸；盡量延長粉末活性炭與水體接觸吸附時間，充分利用粉末活性炭的吸附能力，提高吸附率；選取粒徑小和中孔較發達的木質粉末活性炭，使同等重量的活性炭吸附面積相對大，提高活性炭對有機物的吸附效能；盡量減少水處理藥劑對吸附的干擾(如氯、高錳酸鉀、混凝劑等)；根據投加量的多少、場地條件選取干式或濕式投加。