活性炭过滤器的工作是通过炭床的运行来完成的，组成炭床的活性炭颗粒有很多的微孔和很大的比表面积，因此具有很强的物理吸附能力，水通过炭床，活性炭将水中的有机物吸附。另外活性炭表面非结晶部分上还有一些含氧管能团，它们的作用是使通过炭床的水中的有机污染物被活性炭更有效地吸附。
活性炭的吸附能力和与水接触的时间是成正比，接触的时间越长，过滤后的水质越好。这里还需要注意的是，过滤的水应缓慢流出过滤层，新的活性炭在第一次使用前应该清洗干净，否则会有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺一层厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭在使用2-3个月后，过滤效率会有所下降，此时就应该及时更换。