炭化：将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分。

活化：将炭化后的物质与气体或化学药剂进行反应，使其表面被侵蚀，产生发达的微孔结构。

再生：活性炭被使用后，在不破坏其原有结构的前提下，去除吸附于活性炭微孔的吸附质，恢复其吸附性能。

其中活化是活性炭制备的关键步骤。

多孔材料就像海绵一样储存不同类型的气体。气体通过范德华力被碳材料吸附。温度较高时，气体可以被解吸，或者燃烧。活性炭储气是一种很有吸引力的储气方法，因为它可以储存在低压、低质量、低体积的环境中，比大型车载压力罐更为可行。

活性炭过滤器通常用于压缩空气和气体净化，以去除空气中的油蒸汽、气味和其他碳氢化合物。最常见的设计采用一级或二级过滤原理，将活性炭嵌入过滤介质中。其还可用于将放射性气体保留在从核沸水堆涡轮冷凝器中抽真空出来的空气中。大型木炭床吸附这些气体，并在它们迅速衰变为非放射性固体时保留它们。当过滤后的空气通过时，固体颗粒被截留在木炭颗粒中。

有些碳更善于吸附大分子。 糖蜜数或糖蜜效率是通过从溶液中吸附糖蜜来测量活性炭的中孔（大于20Å或大于2nm）含量。活性炭在液相中的脱色力常用活性炭对糖蜜溶液的脱色能力来表示。糖蜜值代表了较大吸附物种可用的潜在孔隙体积。当两种活性炭具有相似的吸附孔体积时，糖蜜数较高的活性炭通常具有较大的进料孔，从而使吸附质更有效地转移到吸附空间。

活性炭粒径越细，其表面积越大，吸附动力学速率越快。在气相系统中，需要考虑到对压降的影响，这将影响能源成本。仔细考虑粒径分布可提供显著的操作效益。然而，在使用活性炭吸附金等矿物的情况下，颗粒尺寸应在1.4-3.35mm范围内。粒径小于1mm的活性炭不适合洗脱（从活性炭中剥离矿物质）。

活性炭形状不定，通常是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状，通过加工处理所获得。由于活性炭本身具有的吸附性能，能够吸大多数大气污染物，吸附效率较为理想，因此常被当作吸附剂使用。活性炭本身不具备危险性，因此被抛弃的纯活性炭不属于危险废物。