Una de las principales aplicaciones del carbón activado es la decloración, o eliminación de cloro libre del agua.
Dicho compuesto no procede de las fuentes naturales de abastecimiento, tales como pozos, ríos o lagos. Tampoco es un contaminante, sino que es un químico que se agrega al agua, principalmente como desinfectante, y en ocasiones para controlar olor y sabor, controlar el crecimiento biológico o eliminar amoniaco.
La decloración consiste en un mecanismo complicado que puede seguir distintos caminos de reacción en los que el CA puede intervenir como reactivo o como catalizador. El cloro libre puede adicionarse al agua en forma de cloro líquido, solución de hipoclorito de sodio, o tabletas o gránulos de hipoclorito de calcio. En cualquiera de estos casos, el resultado es el mismo, quedando el cloro disuelto en forma de ácido hipocloroso (HOCl), un ácido débil que tiende a disociarse parcialmente, como sigue: