Во время действия на живые организмы, УФ-излучения поглощается уже верхними слоями тканей, растений или кожи человека и животных. В основе биологическое действие излучения, обусловлено химическими изменениями молекул биополимеров. Эти изменения вызываются как непосредственным поглощением квантов излучения, так и (в меньшей степени), радикалами воды (HO-; H3O +; H2O2-2) и других низкомолекулярных соединений, образующихся при облучении.

На человека и животных, малые дозы УФ-излучения влияют благотворно — способствуют образованию витаминов группы D, улучшают иммунобиологические свойства организма. Характерной ответом кожи на УФ-излучения, является специфическое покраснение — эритема (максимальную эритемную действие имеет излучения с длиной волны 296,7 нм и = 253,7 нм), которая обычно переходит к защитной пигментации — «загара». Большие дозы УФ-излучения, могут вызвать повреждения глаз (фотоофтальмия) и ожог кожи. Частые и чрезмерные дозы, в некоторых случаях, могут вызывать канцерогенное действие на кожу.

В растениях УФ-излучения, изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. Большие же дозы неблагоприятные для растений, о чем свидетельствуют имеющиеся у них защитные приспособления (например, накопление определенных пигментов, клеточные механизмы восстановления от повреждений).

На микроорганизмы и культивируемые клетки высших животных и растений, УФ-излучения действует губительно и вызывает мутагенез (более, при длине волны в пределах 280-240 нм). Обычно спектр летальной и мутагенного действия, примерно совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, в некоторых случаях спектр биологического действия, близкий к спектру поглощения белков. Основная роль действия УФ-излучения на клетки принадлежит химическим изменениям в ДНК: пиримидиновые соединения, (главным образом тимин), во время поглощения квантов УФ-излучения образуют димеры, которые препятствуют нормальному удвоению (репликации) ДНК при подготовке клетки к делению. Это может приводить к гибели клеток, или изменения их наследственных свойств (мутаций).