活性炭的組成主要有機材料有，如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中，在高溫和一定壓力下通過熱解作用被轉換成活性炭。在此活化過程中，巨大的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成，而所謂的吸附過程正是在這些孔隙中和表面上進行的，活性炭中孔隙的大小對吸附質有選擇吸附的作用，這是由于大分子不能進入比它孔隙小的活性炭孔徑內的緣故。
活性炭是由含炭為主的物質作原料，經高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量的微孔，具有巨大的比表面積，可以有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無機物，包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和濃度；廢水的PH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統及運行方式等。活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類 和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物，如蛋白質的中間降解物質，比原有的有機物更難被活性炭吸附，活性炭對THMS的去除能力較低，只能達到23-60%。活性炭吸附法與其他處理方法聯用，出現了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高。