紫外線殺菌消毒的原理就是利用適當波長的紫外線照射水、空氣、物品等表面，一定波段的紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結構，造成生長性細胞死亡和（或）再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。紫外線殺菌是利用紫外線對核酸的作用而導致鍵和鏈的斷裂、鏈間交聯和形成光化產物等不可逆反應，從而改變了DNA的生物活性，致使細菌微生物自身不能復制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。
由于紫外線殺菌消毒不向水中、空氣中、物品中增加任何物質，為一種物理殺菌消毒方法，它沒有副作用，這是它優于采用氯氣氯化殺菌消毒的地方。雖然單獨采用紫外線殺菌消毒效果很好，但是在一些領域，為了提率，以及輔助殺菌消毒的添加物沒有危害或影響，紫外線殺菌燈殺菌消毒通常也與其它方法配合使用，經常用的配合殺菌消毒工藝有：UV+H2O2+O3、UV+H2O2、UV+TiO2，這樣，消毒效果會更好，效率也更高。
目前紫外線殺菌燈用于水處理方面比較的有Aquafine燈管等國外產品。他們都采用石英燈管，故殺菌效果好、使用壽命長。