活性炭中除了碳元素以外，包含有两类掺和物。一类是化学结合的元素，主要是氧和氢。这些元素是由于原料未完全炭化而残留在炭中，或者是在活化过程中，外来的非碳元素与炭表面化学结合，如用水蒸汽活化时，炭表面被氧或水蒸汽氧化。另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机组成部分。
活性炭所含的主要元素是碳，含量在90%-95%。氧和氢及其与碳组成的有机官能团是有机组成部分，氧含量4%-5%、氢含量1%-2%左右，氯化锌法生产的活性炭还含有少量的氯。
灰分的含量和组成受原料、活化方法和后处理条件的影响很大，如木质氯化锌法活性炭的灰分含量在4%以下；木质焖烧法活性炭的灰分含量在8%以下，但经酸水洗等后处理，灰分含量也可降至4%以下。但煤质活性炭（ 定型颗粒炭）的灰分含量常高达20%以上；用酚醛树脂和聚偏氯乙烯制得的活性炭的灰分含量可达0.01%以下。
灰分的组成是比较复杂的。主要是硅、铁、钙、镁、铝、钠、钾的氧化物和盐类。如椰壳炭制得活性炭的一种，含灰分3.5%，含有钾、铝、硅、钠和铁的氧化物，少量的镁、钙、硼、铜、银、锌和锡，以及微量的锂、铷、锶和铅。灰分一部分能溶于水，绝大部分能溶于酸，能用酸洗、水洗除去。如一种含灰分4.3%的活性炭用蒸馏水抽提后灰分减少到3.1%，进一步用醋酸抽提用蒸馏水洗涤，灰分减到1.7%，最后用氢氟酸抽提蒸馏水洗涤，灰分只剩0.2%。工业上一般用盐酸处理。但酸洗会增加活性炭表面含氧络合物。
