活性炭是有含碳材料，如煤、木材、椰壳等，经过高温碳化及活化后的一种具有很大的孔隙率和巨大比表面积的吸附剂。由于原材料的来源和种类、活化方法的不同，可制出性能各异牌号众多的活性炭来满足各种不同的需求。
具体地讲，活性炭属于石墨体的类型，其结构特征是碳原子相互间等距离地分布在正六边形的顶上，在活性炭碳原素结晶中，这些六边形的环，通常并不形成与石墨相似的有规则的层状晶格，而是不太规则地排列着，产生多孔的松散结构。结晶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价，并且很自然地具有与外来分子或基团发生化学作用倾向的特征。
活性炭的脱氯主要基于活性炭的化学反应性，其反应式为：
式中C^*代表活性炭，C^＃O代表碳的表面氧化物。活性炭脱除余Cl2的本质属于一级表面化学反应，游离氯被C^＃表面吸着分解，生成的O将C^＃氧化，离游氯被还原为Cl^-离子。
活性炭对有机物及残余浊度的去除主要是吸附截留作用。