A klór-dioxid (ClO2) a klórhoz hasonló szagú, sárgászöld gáz, amely gáznemű természeténél fogva kiváló eloszlási, behatolási és sterilizáló képességgel rendelkezik. Bár a klór-dioxid nevében klór szerepel, tulajdonságai nagyon eltérőek, hasonlóan a szén-dioxidhoz, mint az elemi szénhez. A klór-dioxidot az 1900-as évek eleje óta fertőtlenítőszerként ismerik el, és az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) és az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) számos alkalmazásra jóváhagyta. Hatékonynak bizonyult széles spektrumú, gyulladáscsökkentő, baktériumölő, gombaölő és vírusölő szerként, valamint szagtalanítóként, valamint képes inaktiválni a béta-laktámokat és elpusztítani a gombaférgeket és azok petéit.
Bár a klór-dioxid nevében szerepel a „klór”, kémiája gyökeresen eltér a klórétól. Más anyagokkal reagálva gyengébb és szelektívebb, így hatékonyabb és hatékonyabb sterilizáló. Például nem lép reakcióba ammóniával vagy a legtöbb szerves vegyülettel. A klór-dioxid klórozás helyett oxidálja a termékeket, így a klór-dioxiddal ellentétben a klór-dioxid nem termel környezeti szempontból nemkívánatos klórtartalmú szerves vegyületeket. A klór-dioxid szintén látható sárgászöld gáz, amely lehetővé teszi valós idejű mérését fotometriai eszközökkel.
A klór-dioxidot széles körben használják antimikrobiális szerként és oxidálószerként ivóvízben, baromfiipari vízben, úszómedencékben és szájvízben. Gyümölcsök és zöldségek, valamint élelmiszer- és italfeldolgozó berendezések fertőtlenítésére használják, és széles körben használják élettudományi kutatólaboratóriumokban. Az egészségügyi iparban is alkalmazzák helyiségek, átjárók, izolátorok fertőtlenítésére, valamint sterilizálószerként termékek és alkatrészek sterilizálásához. Széles körben használják sokféle anyag fehérítésére, szagtalanítására és méregtelenítésére is, beleértve a cellulózt, papírpépet, lisztet, bőrt, zsírokat és olajokat, valamint textíliákat.