化学过滤器有选择地吸附有害气体分子，而不是想普通过滤器那样机械地清除杂质。

活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，其中绝大部分孔径在5A-500A之间（1A=0.1纳米），单位重量材料中微孔的总内表面积可高达700㎡/g-2300㎡/g，也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面。

根据材料的处理方法，活性炭吸附分“物理吸附”和“化学吸附”。

习惯上，人们将没有明显化学反应的吸附称为物理吸附，这种吸附主要靠的是范德瓦尔斯力。空气中沸点高（常温或更高）的游离分子接触活性炭后，有些在微孔中凝聚成液体并因毛细管原理呆在哪儿，有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。大气中的氮气、氧气、二氧化碳、氢气等主要成分的沸点都很低，活性炭管不了他们。普通活性炭是疏水性材料，所以对水蒸气的吸附能力也有限。从原则上讲，所有多孔物质都是吸附材料，活性炭并不是唯一的，但活性炭吸附的那些物质刚好是空调领域要对付的那些有害气体。

物理吸附难以有效地清除所有化学污染物，有些场所，人们对活性炭材料进行化学处理，以增加他们对特定污染物的清除能力。经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附称化学吸附。活性炭靠范德瓦尔斯力抓到气体分子，材料上的化学成分与污染物起反应，生成固体成分或无害的气体。进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂，所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭”。

除吸附外，多孔材料本身可以成为促进化学反应的催化剂（参与反应但材料本身不消耗），例如对臭氧的催化，也可以作为其他催化剂的载体。

涉及吸附时，空气中的有毒气体称“吸附质”，活性炭为“吸附剂”。在吸附剂捉住吸附质的同时，也会有部分吸附质逃离。使用过程中，吸附能力会不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸气熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭，使过滤器再生。