活性炭具有去除水中色度、嗅味、有機物、酚、烷基苯磺酸鹽、消毒副產物、重金屬離子以及其他微量有害物質的能力，不僅被廣泛用于生活用水及食品工業、化工、電力等工業用水的凈化、脫氯、除油和去嗅等，而且在各種水處理中也被大量地使用。
歷史上，使用木炭進行水凈化的方法，早在公元前二百年就已被采用。據記載，那時認為較好的方法就是將水放進銅器皿中，放在日光下曝曬，然后再用木炭過濾。從那時以后，人們為了獲得潔凈無味的水，一直采用木炭來過濾水。1806年尼科爾森（Nicholson）用木炭凈化過航船上的飲水，后來辛克萊（Sinclair，1807年）和達克（Dahke，1861年）等人也都先后使用木炭凈化水。日本將木炭用于水的凈化是從江戶末期開始的，與此同時還有使用骨炭凈水的，但與活性炭相比，其吸附能力非常小，因而只能用于單個家庭用水的過濾。
九十年代初，水質的污染在歐美也逐漸爬重起來，為了滅菌而使用大量的氯，余氯的存在或水中化合物和氯作用的結果，導致水中出現了臭味，從而促進了以去除水中臭味為目的的精制設備的開發和改進。
1927年，從密執安湖取水的美圖芝加哥市，水中出現了嚴重的氯酚味，為了除去這種令人討厭的臭味，曾進行過許多種實驗，結果活性炭的除臭能力得到了確認和肯定。第一次世界大戰后，從1920年開始，活性炭已進入了工業化生產，這樣一來，活性炭在除去水中臭味方面所發揮的作用，即使從經濟效益方面來分析也是很明顯的。
斯波爾丁（Spalding） 于1929年開始將粉狀活性炭用于新澤西州的新米爾福給水處理中，后來美國和歐洲各地也使用添加活性炭的方法來凈化水。在這以后，人們并未停步于使用粉狀炭，而是繼續開拓了粒狀活性炭填充層的凈水裝置。粒狀活性炭填充床適宜于處理污染比較穩定的水，而不大適宜于處理污染變化大的水，正因為上述原因以及經濟方面的因素，所以迄今為止，在給水凈化中基本上用的都是粉狀活性炭。目前，在美國用于處理水的活性炭量，每年有25000t以上。
活性炭在工業用水的處理中具有悠久歷史，在醫藥和化學工業中，粒狀活性炭的使用比較普遍，經常用它來作為許多工業用水的制備，而在電子設備和高壓鍋爐用純水的制備中，則用作前處理，以除去水中的有機物。
由于水質污染而導致了對通常污水和工業廢水進行物化或生化處理的重新研究，得出了需要增加深度處理的結論，并選擇了能連續通水、容易維護管理、對周圍環境沒有污染，容易再生并能反復使用的粒狀活性炭作為深度處理的一個操作單元。
在污水處理中，活性炭的用法大致有兩種：一種是作為生化處理后的深度處理，這時活性炭處理的是不少于二級處理的水。另一種方法是將活性炭用于物化處理（即所謂PCT法）。美國從1960年開始大規模、廣范圍的研究并使之實用化，目前這兩種方法都已進入實際使用階段。如：日本通產省，從1970年開始，首先在東京都以“工業廢水再利用的調查”為課題，著手活性炭處理水的研究，并在1973年取得了成果，在此基礎上建起一個日處理水量達5萬m3規模的廢水再利用實驗廠并投入了運行。隨著廢水排放標準的逐步嚴格，利用活性炭處理工業廢水的處理廠，在日本到處可見，污水或工業廢水經深度處理后可以重復使用。
由以上可以看出，尤其是近半個多世紀以來，各國工業迅速發展和人口高度集中，引起了工業廢水和生活污水對水體的污染，導致河流、湖泊的富營養化，水源水質不斷下降等各種問題，水資源日趨緊缺，利用活性炭的吸附性能，與常規給水處理工藝相結合，可大大提高飲用水的健康性。
活性炭吸附凈水技術作為一種深度凈化技術被廣泛應用，活性炭的使用量逐年增加。此外，隨著對污染治理的加強，廢水排放標準的日趨嚴格，過去采用混凝沉淀或生物處理法便可排放的工業廢水，也要求進行去除BOD、COD的處理，在這樣的處理工藝中活性炭也被廣泛使用。由此可見，活性炭吸附法在任何情況下，對深度處理來說，都是必不可少的。今后，活性炭在處理水方面必將得到更加廣泛的應用，這是毫無疑問的。