紫外線（UV）是波長在100～400nm之間的電磁波譜的一部分。紫外線按照波長范圍的不同又可分為UVA（315～400nm）、UVB（280～315nm）、UVC（200～280nm）和真空紫外線（100～200nm）四段。其中起殺菌作用的主要是C波段紫外線。水處理中常用的抵押汞燈253.7nm處具有85%的輸出功率，因而其殺菌波長為253.7nm。而中壓、高強度汞燈的殺菌范圍較寬。
紫外線殺菌作用的原理主要是紫外線對微生物的核酸可以產生光化學危害。微生物細胞核當中的核酸可以分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，其共同點是由磷酸二脂鍵按嘌呤和嘧啶堿基配對原則而連接起來的多核苷酸鏈。細胞核中的這兩種核酸能夠吸收高能量的短波紫外線輻射。對紫外光能的這種吸收可以使相鄰的核苷酸之間產生新的鍵，從而形成雙分子或二聚物。相鄰嘧啶分子，尤其是胸腺嘧啶的二聚作用是紫外線引起的*普通的光化學損害。
**和病毒DNA中眾多的胸腺嘧啶的二聚物，阻止了DNA的復制及蛋白質的合成，從而使細胞死亡。細胞損壞的數量取決于微生物吸收紫外光能的劑量以及微生物對紫外線的抵抗能力。大多數**和病毒較低的紫外劑量就可失活。紫外劑量是紫外線強度與接觸時間的乘積，其單位為Mw/sm2。