活性炭的物理性能决定于它的物理结构，表征活性炭物理结构的参数主要有密度、比表面积、孔体积、平均孔半径、孔径分布、粒度等。活性炭的物理特性是影响活性炭吸附性能的主要因素。但是，活性炭也会进行一些选择性吸附，它的表面化学特性也是影响活性炭吸附能力的因素之一。活性炭的结构及其化学组成甚至活化方式都可以引起活性炭表面化学性质的改变，从而引起吸附能力的一些变化。

    从活性炭本身的结构来说，活性炭微晶的排列错位会在活性炭表面产生一些不饱和键、孤对电子及自由基，它们能使活性炭表面带有一定量的电荷，这些电荷所引起的静电引力能够增强活性炭的吸附性能。与活性炭化学吸附能力最直接相关的因素是表面的氧化物复体的性能。一般把活性炭的表面氧化物分成酸性和碱性的两大类，并按这种分类来解释活性炭的吸附作用。

    活性炭表面氧化物的成分主要受活化过程的影响。一般在300～500℃以下用湿空气制造的活性炭中，酸性氧化物占优势；而在800-900℃下，用空气、蒸气或二氧化碳为活化氧化剂所制造的活性炭中，碱性氧化物占优势。在500～800℃之间制造的活性炭则具有两性性质。酸性氧化物使活性炭具有极性的性质，因之倾向于吸附极性较强的化合物。特别应该注意的是那些类似羧基的基团。这些带极性的基团易于吸附带极性的水，因而阻碍了在水溶液中吸附非极性物质的过程。但当水中含有极性更强的物质时，由于酸性基团与它们间形成的氢键比和水间形成的氢键强，就可能置换了水而被吸附。为了避免形成更多的类似羧基的基团，妨碍吸附非极性有机物的过程，活化温度必须在900℃附近，再生的温度也同样要注意。另外，即使是活性炭原来含有羧基型的基团较少，如果在贮存中与氧气接触，活性炭的表面就会受氧化而发生老化过程，这时氧主要是在内酯基团的羧基中。活性炭老化后就降低了对于水中大多数有机物的吸附容量。活性炭表面的金属离子部位带有正电荷，对那些带有过剩电子部位的分子有吸引力，可以增加活性炭吸附的速率。目前尚未有活性炭表面的金属阻碍吸附过程的报道，因此可以认为，在活性炭表面带有金属是有利的。