二氧化氯是一種廣譜型的殺生劑，二氧化氯能快速透過微生物的細胞壁和細胞膜，氧化破壞其中的生物酶或氨基酸，從而殺滅微生物。它對水中的病原微生物，包括病毒、芽孢、配水管網中的異養菌、硫酸鹽還原菌及真菌等均有很好的殺滅作用。二氧化氯還能有效殺滅多數藻類和貽貝、斑馬紋貝等海生物。

　　與氯相比，二氧化氯殺菌效果受pH值影響小，能在pH６－９的范圍有效殺滅微生物，因此用于循環冷卻水等堿性水體處理時，二氧化氯比其它氯系消毒劑效果更好。

　　Akin和Hoff等人對臭氧、二氧化氯、氯及氯胺4種消毒劑從消毒效率和穩定性兩方面進行比較研究，結果如下：

　　消毒效率：臭氧>二氧化氯>氯>氯胺；

　　穩定性：氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。

　　綜合以上兩方面的因素二氧化氯消毒***具有優勢。