活性炭的吸附原理主要涉及其獨特的物理和化學性質。
活性炭是一種高度發達的孔隙結構的含炭物質，其表面具有無數細小的微孔，這些微孔直徑大多在2至50納米之間。即使是很少量的活性炭，也擁有巨大的表面積，每克活性炭的表面積可達500至1500平方米。這種結構使得活性炭具有很高的吸附能力。
活性炭的吸附原理既包括物理吸附也包括化學吸附。物理吸附主要基於活性炭孔壁上的大量分子產生的強大引力，能夠吸引雜質分子進入孔徑。這種吸附過程不涉及化學反應，而是依靠分子間的引力。化學吸附則涉及活性炭表面含有的化學基團（如羧基、羥基等）與被吸附物質之間的化學反應，從而形成化學鍵結合。
這兩種吸附方式共同作用，使得活性炭能夠有效地吸收或吸附水中的有機物、臭味、色素以及空氣中的有害氣體和顆粒物，廣泛套用於水處理、空氣淨化等領域。