Klor-dioksid (ClO2) je žuto-zeleni plin mirisa sličnog kloru s izvrsnom distribucijom, prodiranjem i sterilizacijskim sposobnostima zbog svoje plinovite prirode. Iako klor dioksid ima klor u svom nazivu, njegova svojstva su vrlo različita, slično kao što se ugljični dioksid razlikuje od elementarnog ugljika. Klor-dioksid je priznat kao dezinfekcijsko sredstvo od ranih 1900-ih i odobrili su ga Agencija za zaštitu okoliša SAD-a (EPA) i Agencija SAD-a za hranu i lijekove (FDA) za mnoge primjene. Dokazano je učinkovito kao sredstvo širokog spektra, protuupalno, baktericidno, fungicidno i virucidno sredstvo, kao i dezodorans, a također može inaktivirati beta-laktame i uništiti pinworms i njihova jajašca.
Iako klor dioksid ima "klor" u svom nazivu, njegova kemija je radikalno drugačija od one klora. Kada reagira s drugim tvarima, slabiji je i selektivniji, što mu omogućuje da bude učinkovitiji i učinkovitiji sterilizator. Na primjer, ne reagira s amonijakom ili većinom organskih spojeva. Klor-dioksid oksidira proizvode umjesto da ih klorira, tako da za razliku od klora, klor-dioksid neće proizvoditi ekološki nepoželjne organske spojeve koji sadrže klor. Klor-dioksid je također vidljivi žuto-zeleni plin koji omogućuje njegovo mjerenje u stvarnom vremenu fotometrijskim uređajima.
Klor dioksid naširoko se koristi kao antimikrobno sredstvo i kao oksidacijsko sredstvo u vodi za piće, procesnoj vodi za perad, bazenima i pripravcima za ispiranje usta. Koristi se za dezinfekciju voća i povrća, kao i opreme za preradu hrane i pića i naširoko se koristi u istraživačkim laboratorijima znanosti o životu. Također se koristi u industriji zdravstvene zaštite za dekontaminaciju prostorija, prolaza, izolatora te kao sredstvo za sterilizaciju proizvoda i komponenti. Također se intenzivno koristi za izbjeljivanje, dezodoriranje i detoksikaciju raznih materijala, uključujući celulozu, papirnu pulpu, brašno, kožu, masti i ulja i tekstil.