在AOT光催化水體滅菌技術中，起主要作用的是在反應過程中產生的羥基自由基·OH，羥基自由基具有強氧化性、高活性、非選擇性等特點，能夠迅速將微生物等有機物降解為CO2、H2O和無機鹽。

羥基自由基直接破壞細胞，快捷的摧毀細胞組織，將水中的細菌、病毒、微生物、有機物等迅速分解成CO2和H2O，使微生物細胞失去復活、繁殖的能力，從而達到分解水中細菌、病毒、微生物、有機物等的目的。

通常紫外線消毒可用于氯氣和次氯酸鹽供應困難的地區和水處理后對氯的消毒副產物有嚴格限制的場合。一般認為當水溫較低時用紫外線消毒比較經濟。
紫外線消毒的優點如下：
不在水中引進雜質，水的物化性質基本不變；
水的化學組成（如氯含量）和溫度變化一般不會影響消毒效果；
不另增加水中的嗅、味，不產生諸如三鹵甲烷等類的消毒副產物；
殺菌范圍廣而迅速，處理時間短，在一定的輻射強度下一般病原微生物僅需十幾秒即可殺滅，能殺滅一些氯消毒法無法滅活的病菌，還能在一定程度上控制一些較高等的水生生物如藻類和紅蟲等；
過度處理一般不會產生水質問題；
一體化的設備構造簡單，容易安裝，小巧輕便，水頭損失很小，占地少；
容易操作和管理，容易實現自動化，設計良好的系統的設備運行維護工作量很少；
運行管理比較安全，基本沒有使用、運輸和儲存其他化學品可能帶來的劇毒、易燃、爆炸和腐蝕性的安全隱患；
消毒系統除了運行的水泵以外，沒有其他噪音源。

紫外線系統的經濟學決定于以下因素：設備造價和壽命；電效率；運行中殺菌效果的降低程度；電費等。對于紫外線消毒系統的經濟分析尚未做出定論，有很多結論不同的分析報道，有觀點認為紫外線殺菌裝置電耗大，設備維護費和造價較高。對于大系統，設備投資比臭氧系統高，運行費用與臭氧相仿；但對于純凈水制造的小型系統投資較臭氧裝置為低。也有觀點認為對于數千噸/日以上的處理規模，紫外線消毒系統的投資和運行成本很具優勢，要比加氯和臭氧消毒的花費都低得多。例如有分析資料報道，在建造人口數為10~25000范圍的小型飲用水處理廠時，紫外線、二氧化氯和臭氧消毒費用的近似比例為1:4：（8~9），對于人口數大于500000的社會團體，費用比約為1:2.5:2.5。

大多數紫外線裝置利用傳統的低壓紫外燈技術，也有一些大型水廠采用低壓高強度紫外燈系統和中壓高強度紫外燈系統，由于產生高強度的紫外線可能使燈管數量減少90%以上，從而縮小了占地面積，節約了安裝和維修費用，并且使紫外線消毒法對水質較差的出水也適用。

目前國內研究、生產和應用污水紫外線消毒器還很少。天津大學的顧平等人以天津紀莊子污水處理廠的深度處理出水為研究對象，進行了靜態和動態試驗，確定了紫外線劑量與細菌存活率之間的關系，并設計出能產生紊流的紫外線消毒器，多元水環保技術產業(中國)有限公司研制生產的封閉式消毒器可處理100～500m3/h水量，并且在onclick="g('游泳池');">游泳池的循環水消毒中已有應用，模塊化敞開式消毒器可根據用戶需求具體設計安裝。煙臺市套子灣污水廠的深度處理采用了敞開式紫外線消毒工藝，可向城市提供4×104m3/d的工業回用水。