El diòxid de clor (ClO2) és un gas groc verd amb una olor semblant al clor amb excel·lents capacitats de distribució, penetració i esterilització a causa de la seva naturalesa gasosa. Tot i que el diòxid de clor té clor en el seu nom, les seves propietats són molt diferents, igual que el diòxid de carboni és diferent del carboni elemental. El diòxid de clor ha estat reconegut com a desinfectant des de principis de 1900 i ha estat aprovat per l'Agència de Protecció del Medi Ambient (EPA) dels EUA i l'Administració d'Aliments i Medicaments (FDA) dels EUA per a moltes aplicacions. S'ha demostrat eficaç com a agent d'ampli espectre, antiinflamatori, bactericida, fungicida i virucida, així com desodoritzant, i també capaç d'inactivar els betalactàmics i destruir tant els oxiuros com els seus ous.
Tot i que el diòxid de clor té "clor" en el seu nom, la seva química és radicalment diferent de la del clor. En reaccionar amb altres substàncies, és més feble i selectiu, cosa que li permet ser un esterilitzador més eficient i eficaç. Per exemple, no reacciona amb l'amoníac ni amb la majoria de compostos orgànics. El diòxid de clor oxida els productes en lloc de clorar-los, de manera que, a diferència del clor, el diòxid de clor no produirà compostos orgànics ambientalment indesitjables que continguin clor. El diòxid de clor també és un gas groc verd visible que permet mesurar-lo en temps real amb dispositius fotomètrics.
El diòxid de clor s'utilitza àmpliament com a antimicrobià i com a agent oxidant en aigua potable, aigua de procés d'aus de corral, piscines i preparacions de rentat bucal. S'utilitza per desinfectar fruites i verdures i també equips per al processament d'aliments i begudes i s'utilitza àmpliament en laboratoris de recerca en ciències de la vida. També s'utilitza a la indústria sanitària per a la descontaminació d'habitacions, passadissos, aïllants i també com a esterilitzant per a l'esterilització de productes i components. També s'utilitza àmpliament per blanquejar, desodoritzar i desintoxicar una gran varietat de materials, com ara cel·lulosa, pasta de paper, farina, cuir, greixos i olis i tèxtils.