二氧化氯是一種人工製造出來的氣體，並不存在於自然環境中，是一種強氧化劑，對細菌、病毒、黴菌等微生物的細胞壁有較強的吸附和穿透能力，能有效地氧化細胞內的酶，以及快速抑制蛋白質合成，達到抑菌、殺菌的效果，且由於不含重金屬、不易殘留毒性、易揮發等特性，二氧化氯是對環境、人體及動物較為友善的綠色消毒劑，通常用於自來水消毒，也是合法的食品用洗潔劑。

相較使用漂白水可能會產生三鹵甲烷（THMs）等致癌物質，二氧化氯由於是利用氧化對抗微生物，因此不會產生氯化消毒副產物，二氧化氯和水反應後，會產生亞氯酸鹽，並未被國際癌症研究中心及美國環保署列為人類致癌物。

除了可以溶於水中，二氧化氯也可以氣體型態分散在空氣中，因此能將懸浮在空氣中的病毒氧化，同時也能對空間中的物體表面進行消毒，達到防堵病毒擴散的功能，在SARS時期，和平醫院也曾用二氧化氯進行消毒。