La composition des éléments de purification Black Berkey qui équipent les systèmes Berkey est une formulation exclusive protégée par un brevet,est basée sur l’assemblage de six types de supports différents et spécifiques dont du charbon actif de très haute qualité. Assemblés dans une matrice très compacte contenant des millions de pores microscopiques, ils permettent la création d’un « chemin tortueux » à travers lequel l’eau va passer mais pas les polluants. En effet, ces canaux sont si fins que tous les éléments indésirables s’y trouvent fatalement capturés. Par un phénomène d’absorption et d’adsorption, même les virus submicroniques sont bloqués, ce que d’autres filtres à eau ne peuvent réaliser sans produits chimiques. Le bloc de charbon actif est imprégné d'une résine échangeuse d'ions. Le charbon actif adsorbe ou se lie chimiquement à des composés organiques, tels que les carburants et solvants à base de pétrole, de nombreux pesticides et de nombreux produits pharmaceutiques. La résine échangeuse d’ions élimine de l’eau de nombreux métaux dissous en échangeant des métaux lourds toxiques (comme le plomb, le mercure et le cadmium) contre des métaux plus légers et essentiellement inoffensifs (comme le sodium, composant principal du sel de table). Tout ceci permet une filtration complète et extrêmement performante.
Par ailleurs, le fabricant Berkey New Millenium Concept Ltd.  confirme que l'oxyde de graphène ne rentre pas dans la composition des éléments. D’autres détails se trouvent dans la page dédiée au fonctionnement des filtres à eau Berkey.