物理吸附：主要基于范德华力，即分子间的引力。废气中的污染物分子，如常见的挥发性有机化合物（VOCs），像苯、甲苯等，在经过活性炭孔隙时，会被活性炭表面的微孔 “捕获”，如同海绵吸水一般被吸附在孔隙表面。这种吸附过程具有可逆性，受温度和压力影响较大，低温高压条件下吸附能力更强。
化学吸附：部分具有特定化学性质的污染物，例如硫化氢（H₂S），会与活性炭表面的活性位点发生化学反应，生成稳定的化合物，牢固地结合在活性炭表面。与物理吸附不同，化学吸附是不可逆的，通常需要高温热再生（约 300℃高温）等特殊手段，才能将吸附的污染物解吸出来，恢复活性炭的吸附活性。
进气预处理：在废气正式进入活性炭吸附箱之前，通常需先经过预处理环节。此阶段主要通过过滤器等设备，去除废气中的固体颗粒、粉尘以及较大的液滴等杂质。以工业涂装废气处理为例，在进入吸附箱前，先经水帘柜初步去除漆雾颗粒，防止其堵塞活性炭孔隙，影响吸附效果，保障后续吸附过程的顺畅进行。
吸附过程：预处理后的废气在风机提供的动力作用下，以一定流速进入活性炭吸附箱内部。箱体内填充的活性炭层如同一个精密的 “污染物捕捉器”，废气中的污染物分子与活性炭丰富的孔隙表面充分接触，迅速被吸附在活性炭上。在化工废气处理中，含有苯、醇、酮等多种有机溶剂废气，通过活性炭吸附箱时，这些污染物分子不断被活性炭孔隙吸附，从而使废气得到净化。
吸附动态平衡与监测：随着吸附过程持续，活性炭表面的吸附位点逐渐被污染物占据，吸附效率开始下降，系统逐渐趋近吸附动态平衡状态。为确保吸附箱稳定运行，需实时监测进出口废气的污染物浓度、流量、温度、压力等参数。例如，在电子工业废气处理中，利用传感器实时监测废气中苯系物、有机胺类污染物浓度，一旦发现出口浓度接近排放标准限值，预示着活性炭吸附能力接近饱和，需及时采取措施。
活性炭再生或更换：当活性炭达到吸附饱和状态，吸附效率大幅降低，此时需对活性炭进行再生或更换。
再生：常见的再生方法有热解、蒸汽再生、气体吹扫等。热解再生是将活性炭加热至一定温度（通常 300 - 900℃），使吸附的污染物分解或挥发脱离活性炭；蒸汽再生适用于吸附了有机溶剂等可挥发性污染物的活性炭，通过通入蒸汽，使污染物随蒸汽一同解吸出来；气体吹扫则是利用惰性气体或特定气体，将活性炭孔隙中的污染物吹出。例如，在食品加工行业处理异味废气的活性炭吸附箱，可采用蒸汽再生方式，恢复活性炭吸附性能，实现重复利用。
更换：若活性炭经过多次再生后，吸附性能仍无法满足要求，或因废气成分复杂，某些污染物对活性炭造成不可逆损伤，则需更换新的活性炭。在家具制造工业中，由于涂装废气成分复杂，对活性炭损伤较大，当活性炭吸附效率降至一定程度，便需及时更换，以保证废气处理效果。
净化后气体排放：经过活性炭吸附净化的气体，污染物浓度显著降低，达到环保排放标准后，通过排气管道高空排放。在汽车制造与涂装工业中，经活性炭吸附箱处理后的涂装废气，达标后排放至大气，减少了对周边环境和居民生活的影响。
活性炭种类与质量：不同种类活性炭，如蜂窝活性炭、柱状活性炭、颗粒活性炭等，其吸附性能和适用场景各异。蜂窝活性炭风阻小，适合大风量废气处理；柱状活性炭强度高、性价比好；颗粒活性炭填充灵活、吸附效率高。同时，优质活性炭孔隙结构发达、比表面积大，吸附能力更强，能有效提升吸附箱运行效果。
废气性质：废气的成分、浓度、温度、湿度等对吸附箱运行影响显著。成分复杂的废气，可能存在多种污染物相互干扰吸附过程；高浓度废气会加速活性炭饱和；高温会降低活性炭吸附能力，对于高温废气需先降温处理；湿度大的废气，水蒸气会占据部分活性炭吸附位点，降低吸附效率，必要时需进行除湿预处理。
设备设计与运行参数：吸附箱的结构设计，如活性炭填充方式、气流分布均匀性等，会影响废气与活性炭接触效果。运行参数方面，吸附风速应控制在合理范围（一般 0.5 - 1.2m/s），风速过快，废气与活性炭接触时间短，吸附不充分；风速过慢，则影响处理效率。此外，吸附时间、再生周期等参数的合理设定，也对吸附箱稳定高效运行至关重要。