紫外線殺菌燈與日光燈、節能燈發光原理一樣, 燈管內的汞原子被激發產生汞的特徵譜線。 低壓汞蒸氣主要產生254nm和185nm紫外線。 日光燈、節能燈燈管採用的是普通玻璃, 紫外線不能透出來, 被螢光粉吸收後發出可見光;殺菌燈管則用透紫錢玻璃或石英玻璃生產。 紫外線穿過玻管壁透射出來。 254nm波長的紫外線很易被生物體吸收, 作用於生物體的遺傳物質DNA, 使DNA遭到破壞而導致細菌死亡。 185nm波長紫外線與空氣作用可產生有強氧化作用的臭氧, 可有效地殺滅細菌。 紫外線可集中很高的強度在短時間內殺滅細菌和病毒;如表1是紫外線對各種細菌和病毒殺滅效率的描述。
依據消毒殺菌技術標準的指導, 每一種微生物都有其特定紫外線殺滅、死亡劑量標準, 其劑量是照射強度與照射時間的乘積{K(殺菌劑量)=I(照射強度)t(照射時間)}。 從公式得知, 高強度短時間與低強度長時間之照射其效果是相同的。
紫外線燈管是以天然水晶為材料之純石英玻璃管所製造, 目前因成本關係與用途不同, 也有用高硼砂玻璃管代替的, 其特性與效果都有相當之差異。 以天然水晶為原料製造之純石英管, 與以高硼砂為原料之高硼砂玻璃管, 兩者不但效果相差很多,
紫外線之穿透能力, 並不如想像中之高, 任何紙片、鉛玻璃、塑膠都會大幅減低照射強度。 因此燈管上之灰塵、油漬都會直接影響其穿透能力。 所以新燈管在使用前, 應用沾以75%酒精的紗布擦拭, 清除油漬、手汗及灰塵。 使用中之燈管、石英管應定期擦拭清潔, 以免影響紫外線穿透率及照射強度。
紫外線對細菌有強大的殺傷力, 對人體同樣有一定的傷害, 人體最易受傷的部位是眼睛之眼角膜,
紫外線殺菌燈在水處理領域有廣泛的用途。 水處理(water treatment)從使用紫外線殺菌燈的方法來分, 有直接把燈放入水中, 稱為浸沒式;紫外線燈放入套管裡使用, 稱為過流式。 (目前主要採用的是過流式的方法。 )與過流式相比, 浸沒式結構簡單。 紫外線殺菌燈直接放在水中,