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。

工业过程中最常见的再生技术是热再生。热再生过程通常包含三个步骤：

干燥：去除活性炭上的水分等可挥发性成分。

高温炭化：使吸附在活性炭上的部分有机物汽化脱附，部分有机物发生分解，以小分子物质脱附出来，残余的成分留在活性炭孔隙内成为固定炭。

活化：通入 、CO或水蒸气等气体，去除前一步骤在多孔结构中形成的烧焦有机残留物，并重新暴露多孔碳结构，以再生其原始表面特性。再生工艺的核心是活化阶段。

在每个吸附-热再生循环中，部分碳床被烧掉，导致吸附能力的损失。热再生所需温度高，使其成为一个能量和商业成本都很高的过程。

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。

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。