Načelo korištenja aktivnog ugljena za filtriranje vode je korištenje poroznih svojstava aktivnog ugljena za uklanjanje jedne ili više štetnih tvari iz vode adsorpcijom na čvrstu površinu. Adsorpcija aktivnim ugljenom ima dobar učinak na uklanjanje organskih tvari, koloida, mikroorganizama, rezidualnog klora, neugodnih mirisa itd. iz vode. U isto vrijeme, zbog određenog redukcijskog učinka aktivnog ugljena, također ima dobar učinak uklanjanja oksidansa u vodi.
Metoda koja se često koristi za filtriranje vode s aktivnim ugljenom je metoda s aktivnim ugljenom ozonom, ponekad poznata i kao biološki aktivni ugljen (BAC). Njegov mehanizam za uklanjanje organske tvari prvo je adsorpcija aktivnog ugljena, što omogućuje adsorpciju organske tvari koja se može adsorbirati na aktivnom ugljenu. Tada se pod djelovanjem temperature, hranjivih tvari, mikroorganizama i čestica ugljika u filtru postupno stvara biomasa, a na površini filtarskog materijala stvara se neravnomjeran sloj bakterija i mikroorganizama. U ovom trenutku, aktivni ugljen ne samo da ima funkciju adsorpcije organske tvari, već ima i učinak biološke razgradnje bakterija na organsku tvar. Za uklanjanje biorazgradivog otopljenog organskog ugljika potrebno je koristiti odgovarajuće filtarske medije i uzgojiti biofilm na filtarskim medijima. Aktivni ugljen je izvrstan biološki nosač koji uklanja velike čestice i nečistoće iz vode, aktivni ugljen adsorpciju raznih štetnih tvari i nečistoća u vodi, te pročišćava kvalitetu vode. Kada postoji određena koncentracija biorazgradivog otopljenog organskog ugljika u sirovoj vodi, on može reagirati s jakim oksidansima i povećati koncentraciju.
Stoga se filtri s aktivnim ugljenom često koriste zajedno s ozonom u pročišćavanju vode. Ozon oksidira organsku tvar u sirovoj vodi u biorazgradivu organsku tvar, dok također povećava otopljeni kisik u vodi, a oba su korisna za rast i reprodukciju bakterija i drugih mikroorganizama u vodi koja se filtrira aktivnim ugljenom.