Aktivkohle funktioniert nach dem Verfahren der Adsorption. Die Adsorption ist ein Prozess, in dem sich aus einer fluiden Phase Moleküle an einer Phasengrenze absetzen. Der gegenteilige Fall wird Desorption bezeichnet. Die Phasengrenze ist in der Regel eine hochporöse Oberfläche eines festen Körpers. Die Stoffe, die aus der gasförmigen oder flüssigen Phase adsorbiert werden (Adsorptiv), gehen eine Bindung mit der Oberfläche des Adsorbens ein (Adsorbat), welche mit Arbeit bzw. Energie verbunden ist, sodass eine Änderung der Konzentration an der Phasengrenze stattfindet. Durch diese Energieumsätze entsteht ein Gleichgewicht zwischen Adsorbens und Adsorptiv. Dieses Gleichgewicht wird durch thermodynamische Gesetzmäßigkeiten der Mehrkomponenten-systeme erstellt, weshalb die Adsorption als „thermisches Verfahren“ bezeichnet wird. Durch die Erhöhung der inneren Energie, die durch das Adsorptiv zugeführt wird, kann die Bindungsenergie aufgebracht werden, um das Adsorbat anzureichern. Die beschriebenen Bindungsenergien können rein physikalisch oder chemisch auftreten.