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。

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。

活性炭可以用于治疗中毒和用药过量。通过摄入活性炭，可以迅速吸收有害物质，以免对人体造成更进一步伤害。活性炭片剂或胶囊在许多国家作为非处方药物被用于治疗腹泻、消化不良和胃肠胀气。然而，如果中毒是由于摄入腐蚀性物质，如碱和强酸、铁、硼酸、锂、石油产品或酒精，则通常无效。活性炭无法阻止人体吸收这些化学物质。活性炭对强酸或碱、氰化物、铁、锂、砷、甲醇、乙醇或乙二醇中毒尤其无效[2]。不正确的操作（例如进入肺）会导致肺吸入，如果不立即开始治疗，可能会致命。

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。

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。

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）。