活性炭纤维另一个特点是具有较大的外表面积，而且大量微孔都开口在纤维表面，在吸附和解吸过程中，分子吸附的途径短，吸附质可以直接进入微孔。这为活性炭纤维的快速吸附，有效地利用微孔提供了条件。而活性炭需要经过由大孔、过渡孔构成的较长的吸附通道。与粒状活性炭比它具有比表面积大，细孔发达，吸附性能高，脱附速度快、可反复使用等特点。
比表面积大，有效吸附量高。由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小，然而吸附效率却非常好，根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之间，多级吸附工艺可以达到99.99％,远远高于活性碳颗粒吸附法的吸附率 88％，而且体积及总重量也都很小。
不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别。在活化过程中，活性炭纤维的表面形成大量的羟基、羧基、酚基等含氧表面络合物，不同种类的含氧基团是活性炭纤维上的主要活性位，它们能使活性炭纤维的表面呈现微弱的酸性、碱性、氧化性、还原性、亲水性和疏水性等。这些构成了活性炭纤维性能的多样性，同时影响活性炭纤维与活性组分的结合能力。一般而言，活性炭纤维表面含氧官能团中的酸性化合物越丰富，吸附极性化合物的效率越高；而碱性化合物较多的活性炭纤维易吸附极性较弱的或非极性的物质。目前，为增强活性炭纤维的吸附能力，常常对其进行改性处理。通过化学氧化、还原以及负载等改性方法可使活性炭纤维表面的化学性质发生改变，增加酸、碱基团的相对含量可选择吸附极性不同的物质，或通过增加特定的表面杂原子或化合物来增强对特定吸附质的吸附。
活性炭纤维毡微孔孔径小而均匀，结构简单，对于吸附小分子物质吸附速率快，吸附速度高，容易解吸附。与被吸附物的接触面积大，且可以均匀接触与吸附，使吸附材料得以充分利用。，且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态，孔隙直接开口在纤维表面，其吸附质到达吸附位的扩散路径短，且本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。对于有些大分子或颗粒物质，如、粉尘等，体积已经接近乃至大于活性炭纤维微孔体积，难以被吸附，相比较活性炭更占有优势。
