紫外線水處理是一種物理消毒程序：波長約 254 nm 的 UV-C 光子被細菌、病毒與原蟲的核酸吸收，形成嘧啶二聚體，阻斷其複製。由於不添加任何化學藥劑，因此不會產生消毒副產物，水的口感也不受影響。UV 通常作為過濾以及必要時逆滲透之後的最後一道屏障。
UV-C 輻射會被 DNA 與 RNA 吸收。胸腺嘧啶二聚體會阻止微生物複製，因此即使以非培養方法仍能檢出，微生物也已失去活性。滅活遵循一階動力學，與所施加的 UV 劑量有關。
有效劑量是 UV 強度與停留時間的乘積（mJ/cm2）。通常採用附石英套管、具備確定流場的環形反應器，確保每一份水都獲得所需劑量；套管必須定期清洗，因為結垢會衰減 UV。
UV 無法去除顆粒、溶解性固體或色度，被顆粒包覆的微生物也受到保護。因此 UV 最適合在過濾之後使用，而且它在配水管網中不留下任何消毒殘留。
| 低壓汞燈 | 254 nm 單色光，效率高 | 市政與工業用水消毒 |
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| 低壓汞燈 | 254 nm 單色光，效率高 | 市政與工業用水消毒 |
| 中壓汞燈 | 光譜寬，功率密度高 | 大型水廠、光化學氧化 |
| UV-LED | 無汞，即開即關，體積小 | 終端用水點與小型系統 |
凡是需要在不添加化學藥劑的前提下消毒水的場合，都會用到 UV 水處理。
過濾之後的最後屏障
超純水與沖洗水迴路
排放或回收前消毒
循環水系統，無化學殘留
充填線與 CIP 用水
降低氯胺負荷
UV 水處理只有在燈管輸出維持在規格內才有效，因此投加到水中的 UV 劑量本質上是一個量測問題。
| UV 劑量（mJ/cm2） | 必須驗證以證明滅活效果的量 | UV-int140 / UV-int150 |
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| UV 劑量（mJ/cm2） | 必須驗證以證明滅活效果的量 | UV-int140 / UV-int150 |
| UV 強度（mW/cm2） | 用於監測燈管老化與套管結垢 | UV-int150 / UV-intM |
| 燈管輸出衰減 | 靠例行量測發現，而非燈管額定壽命 | UV-intS / UV-int159 |
什麼都不添加：此程序是光物理程序，不留下任何化學殘留。
劑量取決於到達水體的強度、停留時間與石英穿透率——套管結垢可能使劑量減半。