紫外線殺菌器就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA(脫氧核糖核酸)結構，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。紫外線的波長范圍是15～300nm，其中波長在260nm左右的紫外線殺菌作用最強，紫外燈是人工制造的低壓水銀燈，能輻射出波長主要為253.7nm的紫外線，殺菌能力強而且穩定。
紫外光殺菌作用是因為它可以被蛋白質(波長為280nm)和核酸(波長為260nm)吸收，造成這些分子的 變性失活。例如，核酸中的胸腺嘧啶吸收紫外光后，可以形成二聚體，導致DNA合成和轉錄過程中遺傳密碼閱讀錯誤，引起致死突變。
紫外光穿透能力很差，不能穿過玻璃、衣物、紙張或大多數其它物體，但能夠穿透空氣，因而可以用作物體表面或室內空氣的殺菌處理，在微生物學研究及生產實踐中應用較廣。紫外燈的功率 越大效能越高。紫外線的滅菌作用隨其劑量的增加而加強，劑量是照射強度與照射時間的乘積。如果紫外燈的功率和照射距離不變，可以用照射的時間表示相對劑 量。紫外線對不同的微生物有不同的致死劑量。根據照射定律，照度與光源光強成正比而與距離的平方成反比。
紫外線是物質運行的一種特殊形式，是一粒粒不連接的粒子流。每一粒波長253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量。當紫外線照射到微生物時，便發生能量的傳遞和積累，積累結果造成微生物的滅活，從而達到消毒的目的。當細菌、病毒吸收超過3600~65000uW/c㎡劑量時，對細菌、病毒的去氧核醣核酸(DNA)及核醣核酸(RNA)具有強大破壞力，能使細菌、病毒喪失生存力及繁殖力進而消滅細菌、病毒，達到消毒滅菌成效。紫外線一方面可使核酸突變、阻礙其復制、轉錄封鎖及蛋白質的合成;另一方面，產生自由基可引起光電離，從而導致細胞的死亡。
在固定光源情況下，被照物體越遠，效果越差，因此，應根據被照面積、距離等因素安裝紫外線燈。由于紫外線穿透力弱，一薄層普通玻璃或水，均能濾除大量的紫外線。因此，紫外線只適用于表面滅菌和空氣滅菌。在一般實驗室、接種室、接種箱、手術室和藥廠包裝室等，均可利用紫外燈殺菌。以普通小型接種室為例，其面積若按10m2計算，在工作臺下方距地面2m處懸掛1～2只30W紫外燈，每次開燈照射30min，就能使室內空氣滅菌，照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒劑，可加強滅菌效果。