Dwutlenek chloru (ClO2) to żółtozielony gaz o zapachu podobnym do chloru, który dzięki swojej gazowej naturze ma doskonałe właściwości rozprowadzania, penetracji i sterylizacji. Chociaż dwutlenek chloru ma w nazwie chlor, jego właściwości są bardzo różne, podobnie jak dwutlenek węgla różni się od węgla pierwiastkowego. Dwutlenek chloru jest uznawany za środek dezynfekujący od początku lat 1900. i został zatwierdzony przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) i amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA) do wielu zastosowań. Wykazano, że jest skuteczny jako środek o szerokim spektrum działania, przeciwzapalny, bakteriobójczy, grzybobójczy i wirusobójczy, a także jako dezodorant, a także zdolny do inaktywacji beta-laktamów i niszczenia zarówno owsików, jak i ich jaj.
Chociaż dwutlenek chloru ma w nazwie „chlor”, jego chemia radykalnie różni się od chemii chloru. W reakcji z innymi substancjami jest słabszy i bardziej selektywny, co sprawia, że jest bardziej wydajnym i skutecznym sterylizatorem. Na przykład nie reaguje z amoniakiem ani większością związków organicznych. Dwutlenek chloru utlenia produkty, a nie chloruje ich, więc w przeciwieństwie do chloru, dwutlenek chloru nie wytwarza niepożądanych dla środowiska związków organicznych zawierających chlor. Dwutlenek chloru jest również widocznym żółto-zielonym gazem, co pozwala na jego pomiar w czasie rzeczywistym za pomocą urządzeń fotometrycznych.
Dwutlenek chloru jest szeroko stosowany jako środek przeciwbakteryjny i utleniający w wodzie pitnej, wodzie do przetwarzania drobiu, basenach i płynach do płukania ust. Jest stosowany do dezynfekcji owoców i warzyw, a także sprzętu do przetwarzania żywności i napojów oraz szeroko stosowany w laboratoriach badawczych nauk przyrodniczych. Jest również stosowany w branży opieki zdrowotnej do dekontaminacji pomieszczeń, przejść, izolatorów, a także jako środek sterylizujący do sterylizacji produktów i komponentów. Jest również szeroko stosowany do wybielania, dezodoryzacji i detoksykacji szerokiej gamy materiałów, w tym celulozy, masy papierniczej, mąki, skóry, tłuszczów i olejów oraz tekstyliów.