Ang chlorine dioxide (ClO2) ay isang dilaw-berdeng gas na may amoy na katulad ng chlorine na may mahusay na pamamahagi, pagtagos at mga kakayahan sa isterilisasyon dahil sa likas na gas nito. Bagama't ang chlorine dioxide ay may chlorine sa pangalan nito, ang mga katangian nito ay ibang-iba, katulad ng carbon dioxide ay naiiba kaysa sa elemental na carbon. Ang chlorine dioxide ay kinilala bilang isang disinfectant mula noong unang bahagi ng 1900s at naaprubahan ng US Environmental Protection Agency (EPA) at ng US Food and Drug Administration (FDA) para sa maraming aplikasyon. Ito ay napatunayang epektibo bilang isang malawak na spectrum, anti-inflammatory, bactericidal, fungicidal, at virucidal agent, pati na rin bilang isang deodorizer, at nakakapag-inactivate din ng beta-lactams at sirain ang parehong pinworms at ang kanilang mga itlog.
Bagaman ang chlorine dioxide ay may "chlorine" sa pangalan nito, ang chemistry nito ay radikal na naiiba mula sa chlorine. Kapag tumutugon sa iba pang mga sangkap, ito ay mas mahina at mas pumipili, na nagpapahintulot na ito ay maging isang mas mahusay at epektibong sterilizer. Halimbawa, hindi ito tumutugon sa ammonia o karamihan sa mga organikong compound. Ang chlorine dioxide ay nag-oxidize ng mga produkto sa halip na mag-chlorinate sa mga ito, kaya hindi katulad ng chlorine, ang chlorine dioxide ay hindi gagawa ng hindi kanais-nais na mga organic compound na naglalaman ng chlorine. Ang chlorine dioxide ay isa ring nakikitang dilaw-berdeng gas na nagbibigay-daan sa pagsukat nito sa real-time gamit ang mga photometric device.
Ang chlorine dioxide ay malawakang ginagamit bilang isang antimicrobial at bilang isang oxidizing agent sa inuming tubig, tubig sa proseso ng manok, swimming pool, at mga paghahanda sa mouthwash. Ito ay ginagamit upang i-sanitize ang prutas at gulay at gayundin ang mga kagamitan para sa pagproseso ng pagkain at inumin at malawakang ginagamit sa mga laboratoryo ng pananaliksik sa agham ng buhay. Ginagamit din ito sa industriya ng pangangalagang pangkalusugan upang i-decontaminate ang mga silid, passthroughs, isolator at bilang isang sterilant para sa sterilization ng produkto at bahagi. Malawak din itong ginagamit sa pagpapaputi, pag-deodorize, at pag-detoxify ng iba't ibang uri ng mga materyales, kabilang ang selulusa, papel-pulp, harina, katad, taba at langis, at mga tela.