浸没式又称为水中照射法。将外加同心圆石英套管的紫外灯置入水中，水从石英套管的周围流过，当灯管(组)需要更换时，使用提升设备将其抬高至工作面进行操作。该方式构造比较复杂，但紫外辐射能的利用率果好且易于维修。
不同的结构设计、不同的灯管排布方式、设备内部水利条件，都使紫外消毒设备的效率（即：有效紫外剂量/理论紫外剂量）不同，不同设备商的紫外消毒设备效率有较大差别，低的小于 50%，高的可达到 70% 以上。因此紫外消毒系统中所用的灯管数量不能取决于单根灯管的紫外输出能量，要考率紫外消毒设备的紫外能量利用率。
带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。筒体常用不锈钢或铝合金，多作抛光处理以提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度，还可根据处理水量的大小调整紫外灯的数量。