‌活性炭吸附过滤器装置的工作原理主要依赖于活性炭的物理吸附和化学吸附作用。‌

活性炭吸附过滤器装置利用活性炭的发达细孔结构和巨大的比表面积，对水中的溶解性有机物具有很强的吸附能力。这种吸附作用主要发生在活性炭的孔隙和表面上，其中孔隙中半径大于20000nm的为大孔，介于150-20000nm的为中孔，小于150nm的为微孔。活性炭的吸附作用不仅包括物理吸附，还包括化学吸附。物理吸附主要发生在活性炭丰富的微孔中，用于去除水和空气中的杂质，这些杂质的分子直径必须小于活性炭的孔径。化学吸附则是活性炭表面含有的官能团与被吸附物质发生化学反应，从而与被吸附物质常发生在活性炭的表面。

活性炭过滤器的工作过程可以分为三个阶段：气体分子扩散到活性炭外表面（外扩散），气体分子在活性炭微孔中扩散到内表面（内扩散），以及在活性炭内表面气体分子被吸着。这一过程可以有效地去除水中的色度、异味、余氯、有机物、胶体、铁等，同时降低水体的浊度和色度，净化水质，减少对后续系统的污染。

此外，活性炭过滤器还通过粒径合理、比表面积大于1000㎡/g的高效活性炭，实现既有上层过滤又有下层高效吸附等功能，大大提高产水净化程度和碳的使用寿命。经过活性炭吸附过滤器处理后，水质的余氯含量可以降至≤0.1PPM，对降低水体的浊度、色度，净化水质有显著效果‌