Ultraviolett bestrålning är sterilisering av antingen vatten, luft eller föremål genom användning av en viss våglängd av ultraviolett ljus. Detta är ett vanligt sätt att desinficera avloppsvatten och dricksvatten för hus och institutioner. Denna desinfektionsmetod resulterar inte i de giftiga biprodukter som kan produceras genom klorering av vatten.
Ultraviolett strålning är inte synlig för blotta ögat och avger kortare våglängder än synligt ljus. Dessa våglängder mäts i nanometer (nm). Det finns flera olika typer av ultraviolett ljus (UV), och var och en har olika våglängder. Solljus avger alla dessa, men det kortvågiga ultravioletta ljuset (UVC) som används vid ultraviolett desinfektion avskärmas av jordens atmosfär. Mikroorganismer har alltså inte motstånd mot det.
Ett typiskt UV-desinfektionssystem är en speciell kvicksilverånglampa gjord av kvartsglas som avger en våglängd på 254 nm, känd som en bakteriedödande lampa. Den maximala våglängden vid vilken DNA absorberar är 260 nm. Vid 254 nm skadas alltså mikroorganismernas DNA, och de kan inte föröka sig. Denna ultravioletta bestrålning dödar dem inte, men de är irreparabelt skadade. En sådan UV-sterilisator är effektiv mot bakterier, virus, parasiter, svampar och sporer.
För att ultraviolett bestrålning ska lyckas måste mikroorganismen vara i direkt kontakt med UV-ljusstrålarna. Dessutom, för att en UV-vattenrenare ska fungera, kan vattnet inte vara grumligt. Om det är grumligt måste det filtreras först, eller behandlas med aktivt kol. Det är viktigt att ljuset förblir starkt, så lampunderhåll är en viktig del av ett ultraviolett system. Hemenheter bör ha ett larm för att avge en varning om lampan inte fungerar som den ska.
Med tanke på allmänhetens oro över de giftiga biprodukterna av klorbehandling, används ultraviolett bestrålning mer frekvent för vattenrening av både dricksvatten och avloppsvatten. Ett problem är att det inte finns några rester kvar i vattnet för att fortsätta desinfektionen efter att ljuset har trängt in i det. Därför, om vattnet blir förorenat efter den första behandlingen, kommer det att förbli kontaminerat. Av denna anledning bör den ultravioletta vattenrenaren placeras nära platsen för den slutliga användningen, för att minimera risken för efterföljande kontaminering. I hemenheter är ultraviolett bestrålning ofta det sista steget i en process som också kan innefatta någon annan form av behandling, som vattenmjukning eller omvänd osmos.
Ultraviolett bestrålning är särskilt användbar för att behandla vattnet i hem som hämtar sin försörjning från brunnar, sjöar eller bäckar. Människor som är oroade över effekterna av klorbiprodukter avklorerar vanligtvis sitt vatten och använder UV-strålning för att desinficera det efter denna behandling. Kommersiella anläggningar har ofta lättare att använda ett UV-desinfektionssystem än att klorera vatten. Vatten på flaska desinficeras också ofta på detta sätt.