碳纤维为多相不均匀结构，由乱层石墨多晶结构和孔隙组成。多晶结构中石墨化程度较低且排列紊乱的非晶区中，碳原子成为活化中心，活化气体首先将其氧化刻蚀形成孔洞；其次晶格缺陷处及微晶部分被氧化形成孔隙，此时原有孔隙或裂纹也易被氧化扩大；最终稳定晶区的碳原子作为ACF的骨架被保留下来。同时碳纤维中所含的钠等碱金属杂质是碳的氧化催化剂，它们可以促进热化学反应，对成孔也有一定贡献。
  目前，人们对ACF微孔的生成过程还没有一致的结论。一般认为，纤维活化时活化剂刻蚀碳材料的无定形部分或晶体缺陷部分而生成孔隙。在气一碳反应中，有两个并发的表面过程：
  ①多分子层和单分子层边缘碳原子的去除；

  ②基面内碳原子的去除，形成和扩大新孔。


  也有人认为，ACF的细孔不是在活化时新生成的，而是已经存在的细孔通过氧化气体的扩散，将其扩大或将密闭的孔开口而形成的。最近，人们将水蒸气活化ACF时孔结构变化分为三个阶段：阶段，烧失量低于40%时孔隙度的形成主要是由于纤维表面烧失造成的；第二阶段，烧失量40%～50%孔隙结构靠缺陷最多有序化最少的微晶烧失而发展；第三阶段，烧失量5s%以上，ACF内孔隙表面积靠有序化最少微晶和部分微晶六角层烧失而形成。水蒸气作为活化剂时，会形成碳氧化合物。