吸附性質是活性炭的首要性質。活性炭具有像石墨晶粒卻無規則地排列的微晶。在活化過程中微晶間產生了形狀不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀，按一定方法計算孔隙的半徑大小可分為二類。
1、按 IUPAC分：微孔＜1.0nm；中孔（又稱過渡孔）1~25nm；大孔＞25nm。
2、按習慣分：微孔＜150nm；中孔150~20000nm；大孔＞20000nm。
由于這些孔隙，特別是微孔提供了巨大的表面積。
微孔的孔隙容積一般約為0.25~0.9mL/g，孔隙數量約為1020個/g，全部微孔表面積約為500~1500m2/g，通常以BET法測算，也有稱高達3500~5000m2/g的。活性炭幾乎95%以上的表面積都在微孔中，因此，除了有些大分子進不了外，微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。
中孔的孔隙容積一般約為0.02~1.0mL/g，表面積較高可達幾百m2，一般只有活性炭總表面積的約5%。其作用能吸附蒸汽，并能為吸附物提供進入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。
大孔的孔隙容積一般約為0.2~0.5mL/g，表面積只約0.5~2m2/g，其作用一是使吸附質分子快速深入活性炭內部較小的孔隙中去；二是作為催化載體時，催化劑常少量沉淀在微孔內，大都沉淀在大孔和中孔之中。
所提的活性炭表面積理應包括內表面積和外表面積，事實上吸附性質主要來自巨大的內表面積，因此不能誤認為：把活性炭研碎磨細會明顯提高表面積從而提高吸附力。
很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物為液體，在一定溫度和壓力下被活性炭吸附，在高溫低壓下被吸附物又解吸出來，活性炭內表面恢復原狀。這是廣泛應用的物理吸附，學術上又稱為范德華吸附。