活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三局部组成，其中石墨微晶是构成活性炭的主体局部。活性炭的微晶构造不同于石墨的微晶构造，其微晶构造的层间距在0.34~0.35nm之间，间隙大。即便温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨，这种微晶构造称为非石墨微晶，绝大局部活性炭属于非石墨构造。

    石墨型构造的微晶排列较有规则，可经处置后转化为石墨。非石墨状微晶构造使活性炭具有兴旺的孔隙构造，其孔隙构造可由孔径散布表征。活性炭的孔径散布范围很宽，从小于1nm到数千nm.有学者提出将活性炭的孔径分为三类：孔径小于2nm为微孔，孔径在2~50nm为中孔，孔径大于50nm为大孔。

    活性炭中的微孔比外表积占活性炭比外表积的95%以上，在很大水平上决议了活性炭的吸附容量。中孔比外表积占活性炭比外表积的5%左右，是不能进入微孔的较大分子的吸附位，在较高的相对压力下产生毛细管凝聚。大孔比外表积普通不超越0.5m2/g,仅仅是吸附质分子抵达微孔和中孔的通道，对吸附过程影响不大。

    外表化学性质活性炭内部具有晶体构造和孔隙构造，活性炭外表也有一定的化学构造。活性炭吸附性能不只取决于活性炭的物理（孔隙）构造，而且还取决于活性炭外表的化学构造。在活性炭制备过程中，炭化阶段构成的芳香片的边缘化学键断裂构成具有未成对电子的边缘碳原子。