Princippet med at bruge aktivt kul til at filtrere vand er at udnytte aktivt kuls porøse egenskaber til at fjerne et eller flere skadelige stoffer fra vandet ved at adsorbere dem på den faste overflade. Adsorption af aktivt kul har en god effekt på fjernelse af organisk stof, kolloider, mikroorganismer, restklor, lugt etc. fra vand. Samtidig har det på grund af aktivt kuls visse reducerende effekt også en god fjernelseseffekt på oxidanter i vand.
Den almindeligt anvendte metode til filtrering af vand med aktivt kul er metoden med ozon aktiveret kul, nogle gange også kendt som biologisk aktivt kul (BAC). Dens mekanisme til fjernelse af organisk materiale er først adsorption af aktivt kul, som gør det muligt at adsorbere det adsorberbare organiske stof på aktivt kul. Derefter, under påvirkning af temperatur, næringsstoffer, mikroorganismer og kulstofpartikler, dannes der gradvist biomasse i filteret, og der dannes et ujævnt lag af bakterier og mikroorganismer på overfladen af filtermaterialet. På dette tidspunkt har aktivt kul ikke kun funktionen til at adsorbere organisk stof, men har også den biologiske nedbrydningseffekt af bakterier på organisk stof. For at fjerne biologisk nedbrydeligt opløst organisk kulstof er det nødvendigt at bruge passende filtermedier og dyrke en biofilm på filtermediet. Aktivt kul er en fremragende biologisk bærer, der fjerner store partikler og urenheder fra vand, aktiveret kul adsorption forskellige skadelige stoffer og urenheder i vand, og renser vandkvaliteten. Når der er en vis koncentration af biologisk nedbrydeligt opløst organisk kulstof i råvandet, kan det reagere med stærke oxidanter for at øge koncentrationen.
Derfor bruges aktivt kulfiltre ofte i forbindelse med ozon ved vandbehandling. Ozon oxiderer organisk stof i råvand til biologisk nedbrydeligt organisk materiale, samtidig med at det øger opløst ilt i vandet, som begge er gavnlige for vækst og reproduktion af bakterier og andre mikroorganismer i aktivt kulfiltrevand.