lxml库通过使用XPath表达式和DTD验证来确保XML文档的有效性。在解析XML文档时，lxml库会先检查文档是否符合XML规范，然后根据DTD验证XML文档的结构和内容是否符合规范。

如果XML文档中包含DTD声明，lxml会根据DTD规范验证文档的结构和内容。如果文档不符合DTD规范，lxml会抛出相应的异常。

另外，lxml库还提供了一些验证方法，比如使用DTD验证器进行验证、解析时指定DTD验证等方式，可以帮助确保XML文档的有效性。通过这些验证方法，可以有效地防止XML文档中出现不合法的数据，确保文档的完整性和正确性。