二氧化氯（ClO2）是一種水溶性的強(qiáng)氧化劑，在常溫常壓下是黃綠顏色的氣體，但在更低的溫度下則呈液態(tài)，其分子量為67.45，沸點(diǎn)11°C，熔點(diǎn)－59°C，氣體ClO2密度為3.09（11°C），液體ClO2的密度為1.64，0℃的飽和蒸汽壓為500torr。 
二氧化氯在水中以二氧化氯單體存在，不聚合生成ClO2氣體，在20°C和4kpa壓力下，溶解度為2.9g/l。在水中不與有機(jī)物結(jié)合，不生成三氯  甲烷致癌物，因此被稱為不致癌的消毒劑. 
ClO2 結(jié)構(gòu)中有一個(gè)帶有孤對(duì)電子的氯－氧雙鍵結(jié)構(gòu)，極不穩(wěn)定，光反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氧自由基，具有強(qiáng)的氧化性。下表列出了二氧化氯與其它氧化類消毒劑的氧化能力，亦即殺 菌能力的比較（用有效氯表示）. 氧 化 劑 ClO2 H2O2 NaClO2 KMnO4 Cl2 NaClO 氧化能力 263% 209% 157% 111% 93% 如果以的氧化能力為的話，二氧化氯的理論氧化能力是的2.6倍，次氯酸鈉的2.8倍，雙氧水的1.3倍。