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。

在碳化之前，将各种含碳原料与化学药品均匀地混合后，在一定温度下，经历炭化、活化、回收化学药品、漂洗、烘干等过程制备活性炭。磷酸，氢氧化钾，氢氧化钠，氯化钙，氯化锌等都可作为活化试剂。将炭置于较低的温度（250–600°C）下进行活化。一般认为，活化剂具有侵蚀溶解纤维素的作用，并且能够使原料中的碳氢化合物所含有的氢和氧分解脱离，从而产生大量孔隙。由于活化材料所需的温度较低、质量一致性较好、时间较短，化学活化优于物理活化。

活性炭通常用于实验室中净化含有不需要的有色有机杂质的有机分子溶液。出于相同的目的，在大规模精细化工和制药工艺中使用活性炭过滤。碳或者与溶液混合，然后过滤掉，或者固定在过滤器中。

活性炭对碘有很好的吸附作用，碘容量（mg/g，典型范围为500-1200mg/g）可用于指示总表面积。许多碳优先吸附小分子。碘值是表征活性炭性能的基本参数。 它通过从溶液中吸附碘来测量活性炭的微孔（0至20Å，或高达2nm）含量。

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。

灰分降低了活性炭的整体活性，降低了再活化的效率，取决于用于生产活性炭的基础原料（如椰子、木材、煤等）。 酸/水溶性灰分含量比总灰分含量更重要。可溶性灰分含量低的碳应用于海水、淡水鱼和礁槽，以避免重金属中毒和植物/藻类过度生长。