El fundamento teórico de la regeneración del carbón activado es el mismo que la adsorción teniendo en cuenta que es el proceso inverso. Siendo la adsorción un proceso favorecido por la disminución de la temperatura y de la presión, se va a tratar de lograr la desorción de las sustancias adsorbidas con un aumento de la temperatura o bien una disminución de la presión.
Algunos procesos logran también la reducción de los contaminantes mediante descomposición térmica, degradación por microorganismos, oxidación, etc.