活性炭对不同种类的气体具有不一样的吸附能力，利用这一性质，活性炭吸附法常用于分离气体。

石油是天然的矿物，与天然气伴生。汽油是石油分离出来的产品，主要成分是烷烃，天然气是主要成分是甲烷。用活性炭从天然气中分离汽油组分时，初期活性炭逐渐被包括甲烷等分子量小的烃类物质在内的组分所饱和，但是随着吸附时间的延长，由于活性炭具有对分子量大的同族化合物吸附能力大的特性，所吸附的甲烷等低级烃类逐渐被分子量大的己烷、戊烷等置换出来。

活性炭分离天然气中的石油过程是，在活性炭中吸附保留的主要是汽油组分，而甲烷、乙烷、丙烷之类分子量小的组分则穿过活性炭层，保存在气相中，从而达到分离的目的。

利用压力循环吸附法，可以使用活性炭将空气中的氧气和氮气分开，用活性炭吸附法，能从煤气中分离出苯，能从反应产物中进行同分异构体的分离等等。