活性炭在水處理使用時，是通過活性炭堆積出一個過濾炭層，然后利用活性炭本身的吸附能力，將污水中的其它有害分子和雜質吸附于活性炭孔隙中。而活性炭在使用了一段時間后，活性炭的孔隙會因為吸附了太多的污染物質而被堵塞，這個時候就需要通過反沖洗來清理孔隙，從而確保活性炭能夠繼續正常使用。
活性炭多多少少都會掉炭粉，這是正常的。一般活性炭買回來后，都要進行一次清洗。清洗活性炭的水應是純凈水，因為自來水中含有鈣、鎂等礦物質離子，會被活性炭吸咐。如果是用自來水清洗，建議把表面的炭粉洗掉即可，不要洗太久，以防止活性炭過多的吸咐自來水中的鈣、鎂離子。
同一種活性炭對不同污染物的吸附能力有很大的差別，對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而增加。溶解度越小，越容易吸附。如：活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸依次增加的。吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大影響，因為吸附速度受內擴散速度的影響，吸附質（溶劑）分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，較利于吸附。
活性炭如何放在過濾槽中，也是有講究，不能放到頂層，是因為頂層有很多大型雜物，會使活性炭很快失效。應該每一個月左右更換一次活性炭，因為活性炭由于已經吸咐過多雜質，導致孔隙堵塞而失去作用。有一個使失效的活性炭恢復作用方法，就是把活性炭放到水里煮，這樣能恢復活性炭的吸咐性，只是活性炭不應該重復使用多次，至少兩個月換一次活性炭。
測試活性炭吸附效果的方法:
吸水能力試驗時取水杯一個，放入幾克活性炭，然后加入清潔的自來水，觀察水中會有許多微小的氣泡連成一串串，從活性炭表面連續不斷的上升到水面，此現象持續時間越長，說明活性炭的微孔越豐富，吸附性能越好。
除煙味試驗時，取紙杯一個，向杯子內吐上幾口煙氣，等待幾分鐘，讓煙味充分殘留在杯子里面，然后在杯子里放入活性炭幾克，用物品封住杯口，等待幾分鐘，嗅覺觀察放入活性炭的杯子是否有煙味殘余；
用舌頭試活性炭的吸附能力，將一顆活性炭的斷面放在舌尖上，吸附能力強的活性炭，會讓舌尖有一種被強烈吸附的感覺（適用于柱狀活性炭）。
在同系物中分子大的比分子小的易吸附，不飽和鍵的有機物比飽和的易吸附，芳香族的有機物比脂肪族的有機物易于吸附。活性炭基本可以堪稱是一種非極性的吸附劑，對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質。
在濃度一定范圍時，隨著濃度增高，吸附容量也變化。因此吸附質的濃度變化，活性炭對該種吸附質的吸附容量變化。活性炭從水中吸附有機物污染物質的效果一般隨溶液pH值的增加而降低，pH高于9.0時，不易吸附，pH值越低效果越好。由于水中不是單一的污染物質，而是多組分污染物的混合物，在吸附時，它們之間可共吸附，互相促進或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時，活性炭的吸附容量比單組分吸附時低。活性炭液相吸附時，外擴散速度對吸附有影響，所以吸附裝置的型式、接觸時間等對吸附效果都有影響。
活性炭孔徑小，雖有較大的比表面積，但孔徑過小對于吸附大分子染料是不利的。不同的活性炭存在的形態對于吸附作用也是有影響的。活性炭多見有粉末狀、顆粒狀的，現在也有使用活性炭纖維作為吸附材料。活性炭越多，吸附效果越好；對于不同的染料有不同的較佳加入量，掌握較佳的加入量可達到好的吸附效果，也節省原料。
活性炭吸附多用于深度處理或將活性炭作為載體和催化劑。以活性炭纖維作為載體的染料廢水處理法，對酸性染料和直接染料廢水，選用不銹鋼加活性炭作為催化電極，利用其導電、吸附、催化等綜合性能及染料分子的自由基被氧化、絮凝的原理處理染料廢水。電解時，陽極的不銹鋼逐漸溶解，同時廢水中的染料分子的自由基被氧化、聚合、絮凝，這樣發色基團就會被打破，有機物也得到降解。活性炭纖維作為一種新型的催化電極材料，兼有導電、吸附和催化的綜合性能。