活性碳对水中杂质物的去除作用，是基于活性碳的活性表面和不饱和化学键。由于活性碳的表面积很大（500－1500m2/g）。加之表面又布满了平均直径为2－3nm的微孔，所以活性炭具有很高的吸附能力。同时，由于活性炭表面上的碳原子在能量上是不等值的，这些原子含有不饱和键，因此具有与外来分子或基团发生化学作用的趋势，对某些有机物有较强的吸附力。研究证明，活性炭对氯的吸附，不*是其表面对氯的物理吸附作用，而是由于活性炭而起了催化作用，促使游离氯的水解，和产生新生态氧的过程加速。其反应式如下：
     CL2+H2O==HCL=HCLO
     HCLO_活性炭__HCL+
    这里产生的可以和活性炭中的碳或其他易氧化组分相互反应而得以去除：C+2[O]－CO2