活性炭的吸附特性不僅跟它的孔隙結構有關，還需要取決于其表面的化學性質，比表面積和孔結構影響活性炭的吸附容量，而表面化學性質影響活性炭同極性和非極性吸附質之間的相互作用力。碧朗環保設備專家指出活性炭表面中酸性化合物越豐富，越有利于極性化合物的吸附，堿性化合物則有利于吸附弱極性或者是非極性物質。
適當的條件下活性炭經過強氧化劑處理，其表面酸性基團的含量能得到提高，從而增強其對極性化合物的吸附能力。通過對活性炭進行強氧化表面處理后，對11種不同氣體和蒸汽進行吸附，結果顯示活性炭對苯、乙胺等的吸附容量大大降低，主要是因為活性炭表面經過強氧化后缺失了大量的微孔；而對氨水和水的吸附能力卻大大增強，這主要是因為活性炭表面氧化物的增加。因此，隨著活性炭表面氧化物的增加，其對極性分子的化學吸附液增強。
通過還原劑對活性炭進行表面還原處理，從而提高堿性基團的相對含量，增加表面的非極性、提高活性炭對非極性物質的吸附能力。表面還原后的活性炭，在對染料處理時表現出不一樣的特性。對于陰離子染料，活性炭表面堿度和吸附效果間有著密切的聯系，吸附機理是活性炭表面無氧Lewis堿位和被吸附染料的自由電子的交互作用。對于陽離子染料，活性炭表面的含氧官能團起到了積極的作用，可是經過熱處理的活性炭依然對陽離子染料有著良好的吸附效果，這說明靜電吸附和色散吸附是兩種相當的吸附機制。