活性炭这种过滤介质是用烟煤褐煤果壳或木屑等多种原料经炭化和活化过程制成的黑色多孔颗粒。其拥有巨大的比表面积及选择性地吸附杂质的特性，而不是机械地“过滤”杂质。组成炭床的活性炭表面存在大量微孔，其中绝大部分孔径小于500A（1A=10-10m）。单位材料微孔的总内表面积称“比表面积”，比表面积可高达700～2300m2/g。涉及吸附时，原水中的有机污染物称“吸附质”，活性炭为“吸附剂”。由于分子间的引力，吸附质被吸附剂有效地吸附。活性炭表面非结晶部分上有一些含氧能团能与水中污染物发生化学反应，称化学吸附，否则为物理吸附。在吸附质被吸附剂吸附的同时，也会有部分吸附质脱离吸附剂，称“脱附”。使用中，吸附能力会不断减弱，脱附增加，通过反冲洗可以使得整个填料层松动，恢复过滤器的性能。