(一)紫外线的物理特性
1.紫外线的能量
紫外线作为横向波在空间传播,其传播速度(c)是每秒振动的频率(f)和波长(入)的乘积,公式:c=f。释放的能量以光量子的方式表现，不同波长的紫外线其光量子的能量不同。
2紫外线的传播紫外线为直线传播。
3.紫外线的穿透性
紫外线对不同物质的透过率不同。普通玻璃和有机玻璃不能透过杀菌紫外线,石英玻璃可透过80%以上，一般塑料的透过率很低。聚氟亚乙烯树脂薄膜(厚度01mm)可透过60%左右的波长为254nm的紫外线，乙烯共聚脂膜(厚度0.1mm)可透过40%;杀菌紫外线对水可穿透2cm。紫外线在空气中传播时，可被悬浮的粒子阻挡。
4.吸收
紫外线照射到物体表面时可被吸收，转变成物质的内能，而不易穿透物体深部,故紫外线照射只能杀灭物体表面的微生物。
5.反射和聚焦
入射的光线可在两种媒质界面处产生反射;人射的光线在进入第二种媒质时发生折射。各种材料对杀菌紫外线(254nm)的反射系数不同:氧化镁为80%~93%,抛光铝为 60%~90%,白漆为 46%,白石灰为 40%，白瓷砖为 4.7%。根据此特性可选择紫外线灯具的反射材料。
(二)紫外线的杀菌机制
紫外线主要通过直接作用和间接作用两个途径杀灭微生物。
1.直接作用
杀菌力较强的波段为250.0~280.0nm，通常紫外线杀菌灯采用的波长为253.7nm，紫外线能直接作用于生物细胞,广谱杀菌效果比较明显。
(1)对核酸的作用
在紫外线的照射下，DNA形成胸腺嘧啶二聚体(TT),在RNA上形成尿嘧啶二聚体(UU)，从而使DNA和RNA失去复制能力，导致微生物死亡。
(2)对蛋白质的作用
紫外线对蛋白质的作用较小，它可以被蛋白质上的氨基酸所吸收，从而破坏这些化学基团，导致蛋白质变性，使其失去功能。
2.间接作用
紫外线能通过与空气中的氧气作用产生臭氧,其中波长峰值为 185nm的紫外线产生的臭氧量最高。臭氧是一种强氧化剂,可破坏微生物的蛋白质,影响微生物的代谢,导致微生物死亡,从而杀灭细菌。
(三)紫外线的杀菌作用
紫外线杀菌作用最强的波段在254nm左右。每种微生物都有其特定的紫外线死亡剂量阈值。杀菌剂量(K)是照射强度(I)和照射时间(t)的乘积,即K=I·t在紫外线光源的强度高于40μW/c㎡时,高强度短时间或低强度长时间的照射均能获得同样的效果。一般来说，革兰阴性菌对紫外线最敏感,其次为革兰阳性菌,细菌芽孢和真菌孢子抵抗力最强。病毒也可被紫外线灭活，其抵抗力介于细菌繁殖体和芽孢之间。
对紫外线高抗的有枯草杆菌芽孢、耐辐射微球菌和橙黄八叠球菌，中抗的有微球菌、鼠伤寒沙门菌、乳链球菌、酵母菌属和原虫，低抗的有牛痘病毒、 HIV、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌、军团菌、布鲁尔酵母菌和T3大肠杆菌的噬菌体。枯草杆菌黑色变种ATCC9372株已被用作紫外线消毒指示杆菌株。