活性炭的孔隙結構隨活化方法及活化條件的不同而異，根據國際純粹與應用化學聯合會(ⅣPAC)的分類，活性炭的孔徑可以分為3種：微孔半徑在2nm以下，中孔(過渡孔)半徑為2～50nm，大孔半徑為50-10000nm。

一般活性炭微孔的容積約為O．15-0.90m／g，其表面積占單位重量吸附劑總面積的95％以上，因此活性炭與其它吸附劑相比，具有微孔特別發達的特征，吸附量的大小在相當程度上決定于微孔的多少。微孔占活性炭表面積的主要部分，是活性炭吸附微污染物的主要作用點。通常來講活性炭微孔數量的大小可以反映出活性炭吸附性能的優劣，但是針對于水處理這種液相吸附而言，情況就不盡然。如果活性炭的孔徑匹配情況以微孔居多，那么它比較適合于氣相吸附及吸附液相中分子量、分子直徑較小的物質，如果中孔和大孑L比較發達，則該炭更適合于吸附液相中分子量和分子直徑較大的物質。

中孔的容積為O.02-0.10mL/g，表面積不超過單位重量吸附劑總面積的5％，但應用特殊的方法，例如延長活性炭的活化時間，減慢加溫速度或用藥劑活化時，則可以得到中孔特別發達的活性炭。中孔(過渡孔)也具有一定的吸附和通道作用，由于水中有機物分子大小不同，所以活性炭對大分子有機物的吸附主要靠中孔完成，但是這也有可能會堵塞小分子溶質進入微孔的通道；

大孔的容積一般為0．2～0．5um，表面積只有0．5-2um。大孔的主要作用是為吸附質的擴散提供通道，吸附質通過大孔再擴散到過渡孔和微孔中去，吸附質的擴散速度往往受到大孔構造、數量的影響；

在水處理中，被吸附物質的分子直徑通常要比氣相吸附中被吸附物的分子直徑大得多，這時活性炭孔隙大小及匹配情況就成為了影響吸附性能的最主要因素之一。所以用于水處理的活性炭，要求中孔和大孔有適當的比率，達不到這一要求，有機物質很難進入微孔，活性炭的吸附性能也會由此而降低。

    影響活性炭孔徑分布的主要因素是制炭原料及活化方式。例如：煤質活性炭通常采用氣體活化法，產品的形狀以顆粒狀為主，其孔徑分布以微孔居多；木質活性炭通常采用化學法活化，產品的形狀以粉狀為主，其孔徑分布可通過調節化學活化劑的配比來進行控制，比較靈活，既可以制造出微孔容積較大的產品也可制造出中孔容積占較大比例的產品；以果殼類為原料制造的活性炭通常也采用氣體活化法，產品的形狀以顆粒狀為主，由于其特殊材質的因素，孔徑分布介于上述兩類活性炭之間，因此應用范圍更為廣泛。