二氧化氯在常温常压下是一种带有辛辣气味的黄绿色气体，易溶于水形成黄绿色溶液，溶解度为107.9g/L。ClO₂气体的性质极不稳定，在一定的浓度或压力下具有爆炸的危险，不宜贮存和运输。二氧化氯具有极强的氧化能力，在高浓度时（>500mg/L）会对健康产生不利影响。当使用浓度低于500mg/L时，其影响可以忽略，在100mg/L以下时不会对人体健康产生任何影响，包括生理生化方面的影响，对皮肤亦无任何致敏作用。事实上，二氧化氯的常规使用浓度要远远底于500mg/L，一般仅在几十mg/L左右。国外的大量实验研究也显示，二氧化氯不仅是安全、无毒、广谱的消毒剂，更无“三致效应”（致癌、致畸、致突变），同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生"三致作用"的有机氯化物或其他有毒类物质。经美国食品药物管理局（FDA）和美国环境保护署（FPA）的长期科学实验，二氧化氯被确认为是医疗卫生、食品加工、食品（水产品、果蔬）保鲜、环境、饮水和工业循环水等方面杀菌消毒、除臭的理想药剂。同时，也被世界卫生组织（WHO）确认为A1级安全、高效、广谱的杀菌消毒剂，国际上公认的氯系消毒剂中最理想的更新换代产品。世界卫生组织（WHO）还将二氧化氯推荐为世界各国饮用水的首选消毒剂。

1．1 优良的杀菌消毒作用

国内外许多的研究结果还表明，二氧化氯在极低浓度（0.1mg/L）下，即可杀灭多种诸如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌。即使在有机物等干扰下，在使用浓度为几十mg/L时，也可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽胞等所有微生物。所以，二氧化氯杀菌消毒无“三致效应”（致癌、致畸、致突变），同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生"三致作用"的有机氯化物或其他有毒类物质。

二氧化氯的强烈与安全的杀菌消毒作用，使其可以大量应用于饮用水、桶装水和食品饮料的消毒，甚至可以直接应用于医疗卫生机构医疗过程的杀菌消毒、医疗器械的灭菌、公共卫生的空气净化和染菌织物和器具的灭菌清洗。同时，其高效安全的杀菌作用，还可将其大量应用于工业防霉、食品与农副产品的防腐和保鲜。

1．2 独特的强氧化性

ClO₂的强氧化性特性，使其可以广泛应用于工业污水和垃圾渗沥液的处理，ClO₂可将亚铁离子氧化成三价铁，破坏胶体的稳定性，使其它杂质与三价铁一起沉降，达到去除铁离子、悬浮物，净化水质、降低浊度的目的，这样就可以防止铁离子和部分悬浮物堵塞管道和破坏地层，利用这一特性，可将其大量应用于油田采油。

二氧化氯在制药、农药、有机化工、焦化、制革和屠宰等高COD_cr含量的有机工业污水处理中的应用也越来越普遍。

   二氧化氯的强氧化性还活性染料、酸性染料和硫化染料等都具有明显的脱色效果。这一特殊功能对于我国目前的印染、纺织和制革废水的处理亦开辟了一条全新的工艺路线。

1．3 自挥发性和高扩散性

纯二氧化氯在10℃以上是气态，因此ClO₂在常温下具有极强的自挥发性和高扩散性等独特的物化特性，即使在水中， ClO₂分子的扩散速度也十分迅速。二氧化氯具有超强的自挥发性和高扩散性的特性，使其在空间杀菌消毒、空气净化和食品保鲜。尤其是其独特的自挥发性能有效阻断通过空气传播的SARS病毒和禽流感、肝炎、肺结核、流行性感冒，以及目前在世界范围广泛传播的新冠病毒等传染性疾病的传播，亦具有十分关键且重要的作用。