在石墨晶體中，碳原子排列成層狀結構，在一個平面層片上碳原子排列成六角形，碳原子分布在各六角環的頂點上，彼此間的距離是0.43?。

　　活性炭的基本微晶結構活性炭的結構不像石墨那樣完全有規則排列。根據X射線的研究，賴利提出兩種活性炭結構類型。

　　第一種結構類型是由基本微晶構成，它類似于石墨的二向結構，例如它們是由六角形排列的碳原子的平行層片（或稱片狀體）所組成。但是結構和石墨有所不同，平行的層片對于它們共同的垂直軸并不是完全定向的，一層對另一層的角位移是紊亂的，各層片是不規則地互相重疊。比斯科和沃倫把這種排列稱為亂層結構（TurbostraticStructure），見下圖。

　　活性炭基本微晶的相對方向是完全紊亂的。在微晶結構中，層片的間距為3.7?（通常炭黑大于3.4?），最常見微晶的大小是：高度為9～12?，寬度（截面如為圓形則為直徑）為20～23?。由此可見，一個基本微晶約由3～4個平行的石墨層片所組成，它的直徑約為一個碳的六角體寬度的9倍。基本微晶的大小常由于活化（或炭化）溫度的升高而增大，見下圖。活性炭的基本微晶結構的相對方向是完全紊亂的，從X射線小角度來推斷，基本微晶之間的平均距離接近于25?。

　　第二種結構類型是由碳的六角體不規則的立體交叉聯結而構成的空間格子，是由它們的石墨層片狀體的偏斜而引起的。這種結構可能由于含有雜原子的存在導致性質發生改變，如由于氧原子的存在而變為穩定，由含氧量較高的原料制得的活性炭就屬于這種情況。

　　活性炭的基本結構隨原料、活化條件的不同而不同。在用重鉻酸鉀-磷酸對水蒸氣活化炭和氯化鋅法活化炭進行濕式氧化分解時，結果發現顆粒活性炭經過長時間的氧化分解，水蒸氣活化炭的分解率只有10%～15%，而氯化鋅法活化炭的分解率高達60%～70%。由此可以認為，氧化鋅法活性炭的微晶是比較簡單的鏈鎖結合，氧化液容易在活性炭內擴散，故容易分解。而水蒸氣法活性炭的微晶相互交叉成鏈鎖結合，氧化液在活性炭內擴散緩慢，故不容易被氧化分解。