La disinfezione dell'acqua con l'ultravioletto consiste in un processo esclusivamente fisico, non chimico. La radiazione UV-C in particolare, con una lunghezza d'onda nella banda dai 240 ai 280 nanometri, attacca direttamente il vitale DNA dei batteri, dei virus e di altri microorganismi. La radiazione inizia una reazione fotochimica che distrugge l'informazione genetica contenuta nel DNA. I batteri perdono la loro capacità di riprodursi e sono distrutti. Anche i parassiti come il "Cryptosporidia" e il "Giardia", che sono estremamente resistenti ai disinfettanti chimici come il cloro, sono efficacemente ridotti (>99,9%) con una potenza ridotta (<10 mJ/cm2). L'UV può anche essere utilizzato per rimuovere il cloro e le clorammine dall'acqua; questo processo è chiamato fotolisi, e richiede una dose più alta della normale disinfezione. I microorganismi sterilizzati non vengono rimossi dall'acqua. La disinfezione UV non rimuove i composti organici, inorganici e le particelle presenti nell'acqua. Comunque, il processo di ossidazione UV può essere usato contemporaneamente per distruggere le tracce di contaminanti chimici e fornire una disinfezione di alto livello, come avviene nel più grande impianto del mondo per il riutilizzo dell'acqua potabile in Orange County, California. Nel corso degli anni, i costi dell'UV sono diminuiti quando i ricercatori hanno sviluppato e usato nuovi metodi basati sull'UV per disinfettare le acque. Attualmente, molti stati hanno adottato regolamenti che permettono la disinfezione delle loro forniture di acqua potabile con questa tecnologia.