紫外线的杀菌过程是一个物理过程，其对微生物的遗传物质DNA或RNA的直接作用几乎不具有限制性，先已知的致病微生物都能在0.1-2秒内被紫外线杀灭，可见紫外线是广谱的消毒技术之一。而且紫外线不会对水体添加任何物质，不会产生任何副产品，具有高效、环保、安全的特点。经紫外线消毒后，不存在二次污染及副产物，出水可回用于农田、林地等灌溉或回注水地下，实现资源化。紫外线分为UVA、UVB和UVC三波段，具有杀菌功能的是UVC，其中波长为253.7nm的紫外线杀菌能力强，一般对紫外线管的优劣评价只要取决于该波段输出的效能。
波长200-290mm的紫外线，可透过细菌或病毒的细胞膜对控制着遗传现象和生物机能核酸（DNA）造成损伤，使它失支繁殖能力，从而达到杀菌的目地。
核酸（DNA）对于波长250-260mm的紫外线，有特别容易吸收的倾向。这就是为什么这种波长的紫外线杀菌能力强的缘故。按照要杀灭的微生物所需的紫外线照射量进行来菌处理，而又不使水质发生任何变化，在极短时间内进行一闪性灭菌，效果良好。而且，这种处理是在直管流通型的装置内完成的。

紫外线杀菌器杀菌原理是利用紫外线灯管辐照强度，即紫外线杀菌灯所发出之辐照强度，与被照消毒物的距离成反比。当辐照强度一定时，被照消毒物停留时间愈久，离杀菌灯管愈近，其杀菌效果愈好，反之愈差。