Il biossido di cloro (ClO2) è un gas giallo-verde con un odore simile al cloro con eccellenti capacità di distribuzione, penetrazione e sterilizzazione grazie alla sua natura gassosa. Sebbene il biossido di cloro abbia cloro nel suo nome, le sue proprietà sono molto diverse, proprio come l'anidride carbonica è diversa dal carbonio elementare. Il biossido di cloro è stato riconosciuto come disinfettante sin dai primi anni del 1900 ed è stato approvato dall'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA) e dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti per molte applicazioni. È stato dimostrato efficace come agente ad ampio spettro, antinfiammatorio, battericida, fungicida e virucida, nonché come deodorante, ed è anche in grado di inattivare i beta-lattamici e distruggere sia gli ossiuri che le loro uova.
Sebbene il biossido di cloro abbia "cloro" nel suo nome, la sua chimica è radicalmente diversa da quella del cloro. Quando reagisce con altre sostanze, è più debole e più selettivo, il che gli consente di essere uno sterilizzatore più efficiente ed efficace. Ad esempio, non reagisce con l'ammoniaca o la maggior parte dei composti organici. Il biossido di cloro ossida i prodotti anziché clorarli, quindi a differenza del cloro, il biossido di cloro non produrrà composti organici indesiderabili per l'ambiente contenenti cloro. Il biossido di cloro è anche un gas giallo-verde visibile che consente di misurarlo in tempo reale con dispositivi fotometrici.
Il biossido di cloro è ampiamente utilizzato come antimicrobico e come agente ossidante nell'acqua potabile, nell'acqua di lavorazione del pollame, nelle piscine e nei preparati per collutorio. È utilizzato per disinfettare frutta e verdura e anche attrezzature per la lavorazione di alimenti e bevande ed è ampiamente utilizzato nei laboratori di ricerca sulle scienze della vita. È anche impiegato nel settore sanitario per decontaminare stanze, passaggi, isolatori e anche come sterilizzante per la sterilizzazione di prodotti e componenti. È anche ampiamente utilizzato per sbiancare, deodorare e disintossicare un'ampia varietà di materiali, tra cui cellulosa, polpa di carta, farina, cuoio, grassi e oli e tessuti.