活性炭對水中雜質物的去除作用，是基于活性炭的活性表面和不飽和化學鍵。
    由于活性炭的表面積很大（500～1500m2/g）。加之表面又布滿了平均直徑為2～3nm的微孔，所以活性炭具有很高的吸附能力。
    同時，由于活性炭表面上的碳原子在能量上是不等值的，這些原子含有不飽和鍵，因此具有與外來分子或基因發生化學作用的趨勢，對某些有機物有較強的吸附力。
    研究證明，活性炭對氯的吸附，不.完.全是其表面對氯的物理吸附作用，而是由于活性炭表面起了催化作用，促使游離氯的水解，和產生新.生態氧的過程加速。其反應式如下：
Cl2+H2O==HCl+HClO HClO→HCl+[O]
        　　　　　　　　　　　　　　　　 （新.生態氧）
    這里產生的[O]可以和活性炭中的碳或其他易氧化組分相互反應而得以去除：
C+2[O] →CO2↑