二氧化氯作为一种强氧化剂，它能有效破坏水体中的微量有机污染物，如苯并芘、蒽醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氢及有机硫化物等，氧化有机物时不发生氯代反应。ClO2能很好地氧化水中一些还原状态的金属离子如Fe2+、Mn2+、Ni2+等，特别是ClO2可将能机键结合形式存在的Mn2+、Fe2+氧化，因此ClO2有很强的去除水体中Fe2+、Mn2+的效果。
二氧化氯及水溶液受紫外线照射或受热后会渐渐分解，分解产物有Cl2、O2、HOCl、HclO3和HCl等。
正由于ClO2的不安定性与不稳定性，使ClO2的生产，运输和贮存都较困难，这使ClO2的推广应用受到很在限制。通常ClO2都需现场发生，就地使用。稳定性二氧化氯灭菌消毒剂和二氧化氯发生器就是为适应这一需要而开发出来的新型产品。
2、二氧化氯的灭菌消毒性能
二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒剂（灭菌剂）、它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，直菌，分枝杆菌和病毒等。其对微生物的杀灭机理为：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有较地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。
二氧化氯作为高效消毒剂其主要消杀特性如下：
2.1高效、强力。
在多种常用消毒剂中，在相同时间内达到同样的杀菌率所需的ClO2浓度是最低的。对杀灭异养菌所需的ClO2浓度仅为Cl2的一半。ClO2对地表水中大肠杆菌杀灭效果比Cl2高5倍以上。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强。
2.2快速、持久。
二氧化氯溶于水后，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散速度与渗透能力都氯快，特别在低浓度时更突出。当细菌浓度在105～106个/mL 时，0.5ppm的ClO2作用5分钟后即可杀灭99%以上的异养菌；而0.5ppm的Cl2的杀菌率最高只能达到75%。试验表明，0.5ppm的ClO2在12小时内对异养的杀灭率保持在99%以上，作用时间长达24小时杀菌率才降为86.3%。在某化工厂的试验中，0.4ppm的ClO2对异养菌99%以上杀灭率甚至保持了120小时。
2.3广谱、灭菌。
ClO2也是一种广谱消毒剂，对一切经水体传播的病原微生物均有很好的杀灭效果。二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、藻类、异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的杀灭作用，且不易产生抗药性，尤其对伤寒、甲肝、乙肝、脊髓灰质炎及艾滋病毒等也有良好的杀灭和抑制效果。ClO2对病毒的灭活比O3和Cl2更有效。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果。
2.4无毒、无刺激。
急性经口毒性试验表明，二氧化氯消毒灭菌剂属实际无毒级产品，积累性试验结论为弱蓄积性物质。用其消毒的水体不会对口腔粘膜、皮肤和头发产生损伤，其在急性毒性和遗传毒理学上都是绝对安全的。
2.5安全、多功能。
二氧化氯不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。
ClO2对还原阴、阳离子的氧化效果以去毒为主（H2S、SO2-3、CN-Mn2+），对有机物的氧化降解以含氧基团的小分子化合物为主，这些产物到目前的研究为止，均证明是无毒无害作用的，并且ClO2使用剂量很低，因此用ClO2消毒十分安全，无残留毒性。其安全性被世界卫生组织（WHO）定为AI级。
二氧化氯不仅灭菌效果好，作为一个强氧化剂，它还具有除藻、剥泥、防腐、抗霉、保鲜、除臭、氧化及漂白脱色等多方面的功能，用途十分广泛。
