活性炭最常用的性能就是吸附性，它的吸附性包括物理吸附和化学吸附两部分。由于活性炭具有高度发达的孔隙构造,它的多孔结构为其提供了大量的表面积，能与气体分子或者杂质分子充分接触，气体分子或者杂质分子之间拥有相互吸引的作用力，也叫范德瓦尔斯力，当一个气体分子或者杂质分子被活性炭捕获而进入其内孔隙后，由于分子之间相互吸引，会导致更多的分子不断被捕获，直到填满活性炭内孔隙为止，因此活性炭具有良好的物理吸附性能。
由于活性炭不仅含有碳，而且在其表面含有少量以功能团形式存在的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内酯类、醌类、醚类等。气体分子或者杂质分子会与之发生化学反应，生成化学键产生化学吸附，在吸附的过程中不仅有范德瓦耳斯力，还有化学键力，因此吸附能较大。要放出被吸附的气体分子或者杂质分子需要更高的温度，而且即使它们能被放出，也已经发生了化学变化，不再是原来的东西。一般的催化剂都是以这种吸附方式起作用的。人们利用活性炭很强的吸附性，制造出各式各样的过滤器。