现代工业废水处理技术可分为一级、二级和三级处理，一般根据水质状况和处理后水的去向来确定污水处理程度。活性炭在一级、二级、三级处理中工序中均可使用，但大多数情况是用在三级深度处理中。
一级物化处理工序
在废水的一级物化处理工序中，活性炭主要用作絮凝吸附分离剂，用于吸附或协助絮凝一些难生化降解或对微生物有毒害的有机污染物。
**典型的是在石化、印染、焦化工业废水中投加适量粉末活性炭，可除去废水中不可生物降解的色度、臭味，避免曝气池发泡现象，同时使混凝絮体或生物絮体迅速增长而沉淀，除去废水中的重金属离子及其络合物。
二级生化降解处理工序
对于印染和石油化工这类COD、BOD含量较高的废水，活性炭也可用于二级处理。
在二级生化降解处理工序中，活性炭多用作各种新型高负荷生化反应器的生物膜载体填料，可以富集有机物，提高生化降解速率和**终转化率，提高反应器高负荷水质水量冲击。同时，活性炭作为生物膜载体，能够形成生物活性炭，极大地延长了活性炭的使用寿命。
三级深度处理
一般情况下，工业废水经过一级物化和二级生化处理即可达标排放，但若需要对处理后的废水进行回用，则需进行三级深度处理。
在三级处理工序中，活性炭主要用来吸附脱除水中残留的难降解有机污染物，使出水质达到生产回用的要求。此时活性炭主要起两种作用：一是普通吸附剂，二是生物膜载体，形成生物活性炭。
用于工业废水处理的木质颗粒炭和粉状炭作用相同，但颗粒炭不易流失，容易再生重复使用，适合用于污染较轻、连续运行的水处理工艺，而粉状炭目前不易回收，一般为一次性使用，一般用于间歇的污染较重的水处理工艺。
我国水资源面临日益短缺、污染严重的问题，工业废水的深度处理和回用成为解决我国缺水问题的一种主要途径。