紫外线杀菌消毒的原理就是利用适当波长的紫外线照射水、空气、物品等表面，一定波段的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。紫外线杀菌是利用紫外线对核酸的作用而导致键和链的断裂、链间交联和形成光化产物等不可逆反应，从而改变了DNA的生物活性，致使细菌微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。
由于紫外线杀菌消毒不向水中、空气中、物品中增加任何物质，为一种物理杀菌消毒方法，它没有副作用，这是它优于采用氯气氯化杀菌消毒的地方。虽然单独采用紫外线杀菌消毒效果很好，但是在一些领域，为了提率，以及辅助杀菌消毒的添加物没有危害或影响，紫外线杀菌灯杀菌消毒通常也与其它方法配合使用，经常用的配合杀菌消毒工艺有：UV+H2O2+O3、UV+H2O2、UV+TiO2，这样，消毒效果会更好，效率也更高。
目前紫外线杀菌灯用于水处理方面比较的有Aquafine灯管等国外产品。他们都采用石英灯管，故杀菌效果好、使用寿命长。