紫外線是介于可見光和X射線之間的那部分電磁波，其光譜中的185-400納米。其中240nm-280nm之間紫外線(也叫做UV-C)，具有很強的殺菌作用，而殺菌效率最高的波長為265納米。紫外線是通過侵入病菌的細胞膜，破壞其DNA，使得它們喪失繁殖能力，而將它們有效殺滅。
典型的紫外線消毒系統，是由紫外線燈管、石英套管、不銹鋼處理腔及控制系統組成。待處理的水在該腔體的一端流入，經腔體的另外一端流出。實際上，任何水源都可以用紫外線進行有效處理，包括泉水、地表水和市政處理過的水、RO出水、粘稠的糖漿和工業廢水等等。
根據所使用的紫外線燈管——低壓燈管和中壓燈管——的不同，紫外線消毒技術主要分為兩種。低壓燈管具有單色的紫外線輸出(其波長限定為254納米)；而中壓燈管則具有多色紫外線輸出(其波長范圍為185—400納米)。一般來說，低壓系統最適合用于小流量和間歇流動液體；而中壓系統則更適合大流量、高流速場合使用。