氧化改性是利用氧化剂改变活性炭表面含氧官能团数量，通过增强活性炭表面的亲水性、酸性和极性，使其吸附性能得到提高。
目前常用的氧化剂主要有HNO3、H2O2、臭氧和KMnO4等。HNO3改性对活性炭吸附Pb2+有影响，研究表明：改性后活性炭表面含氧官能团数量增加，亲水性增强，吸附铅离子的活性位点数量增加，使得活性炭的吸附能力提高2.5倍。
通过对煤基活性炭和椰壳活性炭进行HNO3、(NH4)2S2O8、KMnO4氧化改性，研究改性后活性炭对NH3吸附情况。结果发现：经过3种氧化剂改性后的2种活性炭对NH3吸附容量都显著增加，其中经过(NH4)2S2O8改性的活性炭对NH3吸附量最大。
用不同质量分数的KMnO4溶液改性的椰壳活性炭对甲醛的吸附能力，结果发现：经KMnO4改性的活性炭的亲水基团如Cwidth=17,height=5,dpi=110O和C—OH含量有所增加，提高了其对甲醛的吸附能力；当KMnO4质量分数为2%时，活性炭对甲醛的吸附性能最佳。
H2O2改性煤质柱状活性炭对三甲胺废气的吸附性能，结果表明:经H2O2改性的活性炭表面含氧官能团增加，比表面积增大，当H2O2体积分数为15%时，改性活性炭对三甲胺的吸附量相比改性前提高了281.5%。
以龙眼壳活性炭为原料，研究经过硝酸改性后的活性炭对水溶液中Pb2+的吸附情况，结果表明:硝酸改性使龙眼壳活性炭对水溶液中Pb2+的吸附性能提高了16.4%。
对经过O3氧化改性的活性炭对汞的吸附能力，研究发现：O3改性的活性炭能够提高其表面含氧官能团含量，从而提高对汞的吸附量。氧化改性使活性炭对极性物质吸附能力增强，但对非极性物质吸附能力降低。
