二氧化氯是一种黄绿色的气体、强氧化剂，易溶于水，在水中的溶解度约为2900mg/L。
二氧化氯中的氯以正四价存在，其活性可为氯的2.5倍，经科学研究证实，二氧化氯对大肠杆菌、细菌、芽孢、病毒及藻类均有极好的杀灭作用，同时二氧化氯还可以将印染废水中的大分子有机物，氧化成小分子或无机物，去除废水的一部分CODCr和色度。
其机理是：二氧化氯对细胞壁有较好的吸附和穿透作用，可有效地氧化细胞内含巯氢的酶，抑制微生物蛋白质的合成。
二氧化氯的杀菌能力和在水中的稳定性均优于氯气等其它消毒剂，二氧化氯对污水中的某些化学物质可以有效地氧化，如酚、氰、硫及产生臭味的物质硫醇、仲胺、叔胺等，改善水质及除臭除味。
