柱状活性炭记得这一事实规律是很有益处的设计一个含有多种吸附质组成成分的独特吸附系统时。含多种吸附质成分的活性炭吸附系统达到吸附平衡后，经常会发现在所有吸附质都达到平衡之前，那些分子量较大的吸附质是优先被吸附的成分。这种现象被称为“竞争吸附”或“优先吸附”最早被吸附的小分子量物质被随后吸附的大分子量物质替代，前者重新从吸附剂的外表脱附。

发生于蒸气相中的物理吸附会受到一些外部工艺参数如温度和压力的影响。较低温度和较高压力条件下，吸附效率更高，原因是这样的工艺条件下吸附质分子的运动能力较低。这种影响也存在于含水分和有机物的体系中，水分子易于被炭的外表吸附，但是当可在活性炭外表优先吸附的有机物到达时水分子则会被及时脱附出来。发生竞争吸附的原因一般是由于分子尺寸的不同而引起的同时分子电荷的差异也是引起这种现象的一个不容忽视的原因。

通常来说活性炭的外表会排斥带电荷的物质，相对于多数有机分子，水是高荷电性物质形态(易于离子化)故活性炭对有机分子的吸附会优先发生。与叔胺化合物相比，伯胺化合物的氮原子几乎不带电荷;而相比于仲胺化合物，叔胺化合物的氮原子荷电量要少一些。因此伯胺比仲胺化合物更易于被活性炭吸附。

柱状活性炭可依此预测，活性炭对那些不带电荷的大分子物质的吸附量水平会更高些;而那些高荷电的小分子物质则不容易被活性炭所吸附。

分子的形状也会影响吸附，但这通常被视为一个次要的因素。

对于那些仅能被活性炭以低水平量进行物理吸附的物质(如氨气、二氧化硫、硫化氢、汞蒸气以及甲基碘等)可以忽略操作条件变化对吸附量的影响。提高活性炭对这些物质吸附量的方法，可采取选用能与吸附质发生化学反应的特殊化合物(或其前驱体物质)来浸渍活性炭。

由于活性炭含有非常巨大的外表(一只鞋子内装入的活性炭颗粒，其外表积大约为1/2平方英里!涂镀的浸渍剂可在如此巨大的面积上完全分散，因此吸附质分子被浸渍的化合物捕获并反应的机率极高。这种除去吸附质的机理被称为“化学吸附”

柱状活性炭与物理吸附完全不同，被活性炭外表化学吸附的物质已发生了化学结构的改变，已不可能再以原初的物质形态从活性炭中脱附出来(脱附物已不是原来的组分，而是其与浸渍剂的反应产物)这种方法已应用到许多工业过程，尤其是工业催化领域，采取将催化活性组分分散到活性炭表面的方法来大幅提高催化剂的能力。