活性炭過濾器主要利用活性炭多孔、比表面積大的特性對水中雜質進行物理吸附。常用于水處理中的脫色、脫臭、脫氯、去除有機物及重金屬、去除合成洗滌劑、細菌、病毒及放射性等污染物質。

當水流通過活性炭的孔隙時，各種懸浮顆粒、有機物等在范德華力的作用下被吸附在活性炭孔隙中；同時，吸附于活性炭表面的氯(次氯酸)在炭表面發生化學反應，被還原成氯離子，從而有效地去除了氯。隨時間推移活性炭的孔隙內和顆粒之間的截留物逐漸增加，使濾器的前后壓差隨之升高，直至失效。在通常情況下，根據過濾器的前后壓差，利用逆向水流反洗濾料，使大部分吸附于活性炭孔隙中的截留物剝離并被水流帶走，恢復吸附功能；當活性炭達到飽和吸附容量徹底失效時，應對活性炭再生或更換活性炭，以滿足工程要求。