吸附性質是活性炭的首要性質。活性炭具有像石墨晶粒卻無規則地排列的微晶。在活化過程中微晶間產生了形狀不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀，按一定方法計算孔隙的半徑大小可分為二類。

（1）按IUPAC分：

微孔＜1.0nm；

中孔（又稱過渡孔）1-25nm；

大孔＞25nm。

（2）按習慣分：

微孔＜150nm；

中孔150-20000nm；

大孔＞20000nm。

由于這些孔隙，特別是微孔提供了巨大的表面積。

微孔的孔隙容積一般約為0.25-0.9mL/g，孔隙數量約為10²⁰個/g， 全部微孔表面積約為500-1500m²/g，通常以BET法測算，也有稱高達3500-5000m²/g的。活性炭幾乎95%以上的表面積都在微孔中，因此除了有些大分子進不了外，微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。

中孔的孔隙容積一般約為0.02-1.0mL/g，表面積較高可達幾百平方米，一般只有活性炭總表面積的約5%。其作用能吸附蒸汽，并能為吸附物提供進入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。

大孔的孔隙容積一般約為0.2-0.5mL/g，表面積只約0.5-2m²/g，其作用一是使吸附質分子快速深入活性炭內部較小的孔隙中去；二是作為催化載體時，催化劑常少量沉淀在微孔內，大都沉淀在大孔和中孔之中。

所提的活性炭表面積理應包括內表面積和外表面積，事實上吸附性質主要來自巨大的內表面積，因此不能誤認為：把活性炭研碎磨細會明顯提高表面積從而提高吸附力。

很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物為液體，在一定溫度和壓力下被活性炭吸附，在高溫低壓下被吸附物又解吸出來，活性炭內表面恢復原狀。這是廣泛應用的物理吸附，學術上又稱為范德華吸附。