I raggi ultravioletti (UV) sono onde elettromagnetiche con lunghezza d'onda compresa fra 400 e 10 nmI ed energie (per fotone) comprese tra 2.5 eV ed 1 keV, a cui l'occhio umano non è sensibile. La regione dell'UV viene in genere suddivisa in UV vicino (UV-A 400-315 nm), UV lontano (UV-B 315-280 nm) e UV estremo  (UV-C 280-10 nm).

Poiché l'energia degli UV è tale da indurre transizioni elettroniche tra i diversi livelli energetici di atomi e molecole, lo studio degli spettri UV fornisce informazioni sui livelli elettronici. Nel caso dell'idrogeno la serie di Balmer (che include transizioni che partono da n=2) si estende fino a 365 nm (regione UV-A). La serie di Lyman (che parte da n=1) è interamente nell'ultravioletto. L'elio presenta uno spettro UV complesso dovuto all'eccitazione di due elettroni ed alla formazione di stati autoionizzanti. L'elio ionizzato presenta uno spettro simile a quello dell'idrogeno con frequenze pari a circa 4 volte quelle di quest'ultimo, che coprono ampie regioni UV. All'aumentare del numero atomico la regione UV si arricchisce di molte linee. Nel caso delle molecole la spettroscopia UV  permette di studiare, per esempio, la struttura dei composti organici.

Gli UV in natura sono prodotti per emissione termica da corpi molto caldi. Il Sole emette radiazione UV-A e UV-B, ma a causa dell'assorbimento da parte dell'ozono atmosferico circa il 99% degli ultravioletti che raggiungono la superficie terrestre sono UV-A. Lo spettro di una stella e' a righe di assorbimento mentre la parte continua può essere approssimata con quello di un corpo nero di temperatura pari a quella della superficie della stella. Le stelle giovani e massicce hanno una temperatura superficiale abbastanza alta (qualche decina di migliaia di gradi) da poter ionizzare il gas che le circonda. Questo gas, caldo e rarefatto, assorbe l'energia proveniente dalla stella e la riemette sotto forma di righe spettrali. Il Sole ha una temperatura superficiale di 5780 gradi Kelvin con un massimo di intensità nella regione gialla della banda ottica. Nella classificazione di Harvard le stelle di Classe O-B-A-F-G  hanno temperature superficiali decrescenti dai 30 ai 4 mila gradi. Quelle di classe O presentano le righe dell'elio ionizzato mentre per la Classe A lo spettro è dominato dalle righe UV dell'idrogeno.

I raggi ultravioletti possono essere prodotti artificialmente mediante arco voltaico ad elettrodi di carbonio o scariche in vapori di idrogeno ad alta pressione; per lunghezze d'onda minori si usano archi o scintille nel vuoto. Le lampade fluorescenti sfruttano l'emissione ultravioletta del mercurio a bassa pressione, che colpendo il rivestimento fosforescente all'interno del tubo si trasforma in luce visibile. Per rivelarli si utilizzano lastre fotografiche, fosfori o tubi fotomoltiplicatori.

Lampade ultraviolette (senza lo strato di conversione in luce visibile) sono usate per analizzare minerali, gemme e nell'identificazione di vari oggetti. Molti materiali sono simili in luce visibile, ma rispondono in modo diverso alla luce ultravioletta, o presentano caratteristiche di fluorescenza diverse a seconda che vengano usati UV corti o lunghi. Coloranti UV fluorescenti sono usati in biochimica, mentre la proteina fluorescente Green Fluorescent Protein (GFP) è spesso usata come marker in genetica.

Le lampade ultraviolette sono anche usate per sterilizzare ambienti e strumenti usati in ospedali e laboratori biologici. Luce ultravioletta viene usata nei processi di fotolitografia come quelli utilizzati nella  produzione di  microchip. Riducendo la lunghezza d'onda si possono realizzare circuiti integrati ad elevatissima densità dal momento che così si riduce l'allargamento di punti di luce dovuti alla diffrazione. Lo sviluppo di queste tecniche ha richiesto la messa a punto di sistemi ottici con aberrazioni contenute in limiti molto ristretti.

I raggi UV hanno effetti biologici particolarmente significativi. Gli UV-A sono i meno dannosi, ma possono causare ustioni ad alte dosi. Alte intensità di UV-B sono dannose per gli occhi, e un'esposizione prolungata può causare fotocheratiti. Sia gli UV-B che gli UV-C danneggiano le fibre di collagene, e quindi accelerano l'invecchiamento della pelle. Gli UV-B sono ritenuti una delle cause di cancro alla pelle come il melanoma. La radiazione ionizza le molecole di DNA delle cellule della pelle, inducendo i legami covalenti a formare basi adiacenti di timina, che legandosi in modo anormale causano una distorsione dell'elica del DNA, che porta facilmente a delle mutazioni, che spesso risultano in episodi di cancro.

Proprio quest'anno ricercatori dell'Università dell'Ohio e dell'Università di Monaco hanno osservato, come riferito su Science, il DNA mentre veniva danneggiato dai raggi ultravioletti, identificando le reazioni all'origine dei danni genetici causati da una eccessiva insolazione e che possono portare allo sviluppo di tumori della pelle. Il danno è provocato dalla creazione di due legami molecolari che non dovrebbero esserci, che legano due basi di timina normalmente separate da milioni sulla doppia elica del DNA.

Hanno anche scoperto che queste reazioni avvengono in un arco di tempo dell'ordine del picosecondo. Finora si riteneva che quanto maggiore fosse il tempo di eccitazione della molecola di DNA, tanto più elevato fosse il rischio che essa riportasse danni, ma questo nuovo studio ha dimostato che  sono le radiazioni che inducono uno stato di eccitazione molecolare di breve durata a provocare le alterazioni.

Come difesa contro la luce ultravioletta, dopo una breve esposizione il corpo si abbronza rilasciando melanina, che aiuta a bloccare la penetrazione degli UV impedendo che questi danneggino la parte profonda della pelle.  A livello cutaneo possono provocare eritema ed influenzare lo stato di pigmentazione cutanea; per esposizioni intense e prolungate possono avere anche attività oncogena con l'insorgenza di carcinomi e melanomi maligni; le bande di raggi ultravioletti responsabili di questi effetti neoplastici hanno lunghezza d'onda compresa tra 280 e 315 nm.

A livello oculare possono causare congiuntiviti e cheratiti; alcune bande di raggi ultravioletti di lunghezza d'onda superiore a 295 nm possono, attraverso la cornea, raggiungere il cristallino e provocare cataratta. Per questo desta preoccupazione l'assottigliamento dello strato di ozono, che lascia passare solo gli UV meno energetici, indispensabili per la fotosintesi e responsabili del fenomeno dell'abbronzatura. L'ozono assorbe l'energia prodotta da radiazioni di lunghezza d'onda inferiore a 280 nm.