活性碳對水中雜質物的去除作用，是基于活性碳的活性表面和不飽和化學鍵。由于活性碳的表面積很大（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團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*是其表面對氯的物理吸附作用，而是由于活性炭而起了催化作用，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_活性炭__HCL+
    這里產生的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