柱狀活性炭記得這一事實規律是很有益處的設計一個含有多種吸附質組成成分的獨特吸附系統時。含多種吸附質成分的活性炭吸附系統達到吸附平衡后，經常會發現在所有吸附質都達到平衡之前，那些分子量較大的吸附質是優先被吸附的成分。這種現象被稱為“競爭吸附”或“優先吸附”最早被吸附的小分子量物質被隨后吸附的大分子量物質替代，前者重新從吸附劑的外表脫附。

發生于蒸氣相中的物理吸附會受到一些外部工藝參數如溫度和壓力的影響。較低溫度和較高壓力條件下，吸附效率更高，原因是這樣的工藝條件下吸附質分子的運動能力較低。這種影響也存在于含水分和有機物的體系中，水分子易于被炭的外表吸附，但是當可在活性炭外表優先吸附的有機物到達時水分子則會被及時脫附出來。發生競爭吸附的原因一般是由于分子尺寸的不同而引起的同時分子電荷的差異也是引起這種現象的一個不容忽視的原因。

通常來說活性炭的外表會排斥帶電荷的物質，相對于多數有機分子，水是高荷電性物質形態(易于離子化)故活性炭對有機分子的吸附會優先發生。與叔胺化合物相比，伯胺化合物的氮原子幾乎不帶電荷;而相比于仲胺化合物，叔胺化合物的氮原子荷電量要少一些。因此伯胺比仲胺化合物更易于被活性炭吸附。

柱狀活性炭可依此預測，活性炭對那些不帶電荷的大分子物質的吸附量水平會更高些;而那些高荷電的小分子物質則不容易被活性炭所吸附。

分子的形狀也會影響吸附，但這通常被視為一個次要的因素。

對于那些僅能被活性炭以低水平量進行物理吸附的物質(如氨氣、二氧化硫、硫化氫、汞蒸氣以及甲基碘等)可以忽略操作條件變化對吸附量的影響。提高活性炭對這些物質吸附量的方法，可采取選用能與吸附質發生化學反應的特殊化合物(或其前驅體物質)來浸漬活性炭。

由于活性炭含有非常巨大的外表(一只鞋子內裝入的活性炭顆粒，其外表積大約為1/2平方英里!涂鍍的浸漬劑可在如此巨大的面積上完全分散，因此吸附質分子被浸漬的化合物捕獲并反應的機率極高。這種除去吸附質的機理被稱為“化學吸附”

柱狀活性炭與物理吸附完全不同，被活性炭外表化學吸附的物質已發生了化學結構的改變，已不可能再以原初的物質形態從活性炭中脫附出來(脫附物已不是原來的組分，而是其與浸漬劑的反應產物)這種方法已應用到許多工業過程，尤其是工業催化領域，采取將催化活性組分分散到活性炭表面的方法來大幅提高催化劑的能力。