活性碳的吸附過程是利用活性碳過濾器的孔隙大小及有機物通過孔隙時的滲透率來達到的。吸附率和有機物的分子量及其分子大小有關，某些顆粒狀的活性碳較能有效的去除氯胺。活性碳也能去除水中的自由氯，以保護純水系統內其他對氧化劑敏感的純化單元。一般將活性碳過濾器安裝在離子交換樹脂之前。

有機物可能是陽離子、陰離子或非離子性的物質，離子交換樹脂可去除原水中一些可溶性的有機酸和有機堿(陰離子和陽離子)，但有些非離子性的有機物卻會被樹脂包覆，這過程稱為樹脂的“污染阻塞”現象，不但會減少樹脂的壽命，而且降低其交換能力。為保護離子交換樹脂，可將活性碳過濾器安裝在離子交換樹脂之前，以去除非離子性質的有機物。

活性碳通常與其他的處理方法組合應用。在設計純水系統時，活性碳與其他相關純化單位的相關配置，是一項極為重要的項目。