O carvão ativado possui um papel fundamental na purificação de águas, seja para tratamento de águas municipais ou industriais. Remove através do mecanismo de adsorção cor, odor, mau gosto provocado por substâncias orgânicas dissolvidas tais como MIB e Geosmina produzido por cianobactérias filamentosas que conferem gosto e odor de mofo e terra à água. Além disso, o carvão ativado elimina compostos orgânicos fenólicos, ácidos húmicos e outras substâncias como pesticidas, herbicidas ou inseticidas usados na agricultura com efeitos tóxicos sobre os seres humanos, podendo atuar também como barreira a bactérias e vírus.

Pode também ser utilizado no pré-tratamento da água utilizada nas indústrias de alimentos, bebidas, farmacêuticas e na osmose reversa para a remoção de cloro livre na água após o processo de desinfecção.