El diòxid de clor (ClO2) és un gas verd-groc amb una olor similar al clor amb excel·lents capacitats de distribució, penetració i esterilització per la seva naturalesa gasosa. Tot i que el diòxid de clor té el nom de clor, les seves propietats són molt diferents, de la mateixa manera que el diòxid de carboni és diferent del carboni elemental. El diòxid de clor ha estat reconegut com a desinfectant des de principis de la dècada de 1900 i ha estat aprovat per l'Agència de Protecció Ambiental dels Estats Units (EPA) i la Food and Drug Administration (FDA) dels EUA per a moltes aplicacions. S’ha demostrat que és eficaç com a agent antiinflamatori, bactericida, fungicida i virucida d’ampli espectre, a més de desodoritzant, i també capaç d’inactivar les beta-lactames i destruir tant els cucs com els seus ous.

Tot i que el diòxid de clor té el nom de "clor", la seva química és radicalment diferent de la del clor. Quan reacciona amb altres substàncies, és més feble i selectiu, cosa que li permet ser un esterilitzador més eficient i eficaç. Per exemple, no reacciona amb amoníac ni amb la majoria dels compostos orgànics. El diòxid de clor oxida els productes en lloc de clorar-los, de manera que, a diferència del clor, el diòxid de clor no produirà compostos orgànics no desitjats pel medi ambient que continguin clor. El diòxid de clor també és un gas visible de color groc-verd que permet mesurar-lo en temps real amb dispositius fotomètrics.

El diòxid de clor s’utilitza àmpliament com a antimicrobià i com a agent oxidant en aigua potable, aigua de procés d’aviram, piscines i preparats per al rentat bucal. S'utilitza per sanejar fruites i verdures i també equips per al processament d'aliments i begudes i s'utilitza àmpliament en laboratoris de recerca en ciències de la vida. També s’utilitza a la indústria sanitària per descontaminar habitacions, passos, aïllants i també com a esterilitzant per a l’esterilització de productes i components. També s’utilitza àmpliament per blanquejar, desodoritzar i desintoxicar una àmplia varietat de materials, inclosa la cel·lulosa, la pasta de paper, la farina, el cuir, els greixos i els olis i els teixits.