紫外线是电磁波中波长介于100-400nm之间的辐射总称，其中包含200-280nm的深紫外线（UVC）、280-315nm的中紫外线（UVB）和315-400nm的近紫外线（UVA），另外，100-200nm的波段称作真空紫外线。
紫外线的杀菌原理有两方面，一是直接作用，即破坏细菌、病毒的DNA等遗传物质，改变细胞的遗传转录特性，使生物体丧失蛋白质的合成和复制繁殖能力。
微生物细胞核中的DNA的紫外线吸收和光化学敏感性范围重合，为240-280nm，吸收峰在265nm左右。通常认为，DNA的紫外线吸收峰在265nm左右，所以265nm左右的紫外线具有高的杀菌效率。
二是间接作用，即一定波长的紫外线（通常采用UVA波段）照射纳米TiO2等光催化剂（光触媒），发生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
紫外线杀菌先由丹麦科学家Finsen提出，并在1903年因此获得了诺贝尔生理和医学奖。现今使用广泛的紫外灯有传统的低压/中压汞灯、微波无极汞灯、氙灯等，以及新型基于宽禁带半导体材料的紫外LED/LD。
汞灯起杀菌作用的特征波长是253.7nm，其辐射功率达到瓦（W）量级，通常15m2的房间，采用30W的汞灯照射30min以上即可完成全屋消毒。目前汞灯在医院环境中有大范围应用，有良好的杀菌效果[4][5]。
紫外LED的主流产品特征波长为275-280nm，其辐射功率为毫瓦（mW）量级，主要应用在小空间、低能耗、环境友好的环境中。253.7nm和275nm分别在DNA吸收峰值波长265nm两侧，具有几乎相同的DNA吸收值，因此具有几乎相同的杀菌效率。
汞灯与紫外LED灯相比，尺寸大、能耗高、预热时间长、含汞等弱点，在国际性《水俣公约》影响下，将在较短的时间内退出历史舞台，未来紫外LED将有巨大的应用空间。
以上介绍的UVC和UVA紫外光在杀菌的同时，其射线可透过人体皮肤角质层，产生红斑、黑化及老化，长时间暴露会引起白内障、黄斑变性、角膜炎等眼部疾病甚至致盲，尤其UVC波段对人体伤害更大，所以在使用汞灯紫外灯杀菌时需清空人员和动物，以避免造成伤害。这里紫外LED因具备小尺寸、低功耗、即点即亮等优点，可将紫外线封闭在小空间中，紫外线泄漏易于防控，可做到人机共存，在实际应用中具备明显优势。
还有哪些波段的紫外线具有杀菌效果呢？哥伦比亚大学的研究人员发现，波长222nm的紫外线无法穿透人体皮肤角质层，对人体无害，且具有与传统紫外线灯同等的杀菌效果[6]。此工作尚处于实验室研究阶段，距离产业化应用还有很长的路要走。405nm的紫光（也可划入UVA范围）具备一定的杀菌能力，研究人员采用18150mW的405nm光源在50cm距离照射大肠杆菌9小时，获得99.9%的杀菌效率[7]。其原理为细菌细胞中的核黄素和卟啉等光敏性分子可吸收UVA中特定的光能量，形成OH-、O2-、O2等活性分子，使得细菌等细胞壁损伤，从而被杀灭。该种方式杀菌效率较低，所需的光源功率高，散热难，大大限制了其广泛应用。
