Il biossido di cloro (ClO2) è un gas giallo-verde con un odore simile al cloro con ottime capacità di distribuzione, penetrazione e sterilizzazione per la sua natura gassosa. Sebbene il biossido di cloro abbia il cloro nel suo nome, le sue proprietà sono molto diverse, proprio come l'anidride carbonica è diversa dal carbonio elementare. Il biossido di cloro è stato riconosciuto come disinfettante dall'inizio del 1900 ed è stato approvato dalla US Environmental Protection Agency (EPA) e dalla US Food and Drug Administration (FDA) per molte applicazioni. È stato dimostrato efficace come agente antinfiammatorio, battericida, fungicida e virucida ad ampio spettro, nonché come deodorante, ed è anche in grado di inattivare i beta-lattamici e distruggere sia gli ossiuri che le loro uova.

Sebbene il biossido di cloro contenga "cloro" nel suo nome, la sua chimica è radicalmente diversa da quella del cloro. Quando reagisce con altre sostanze, è più debole e più selettivo, il che gli consente di essere uno sterilizzatore più efficiente ed efficace. Ad esempio, non reagisce con l'ammoniaca o la maggior parte dei composti organici. Il biossido di cloro ossida i prodotti anziché clorurarli, quindi, a differenza del cloro, il biossido di cloro non produrrà composti organici dannosi per l'ambiente contenenti cloro. Il biossido di cloro è anche un gas giallo-verde visibile che consente di misurarlo in tempo reale con dispositivi fotometrici.

Il biossido di cloro è ampiamente utilizzato come antimicrobico e come agente ossidante nell'acqua potabile, nell'acqua di lavorazione del pollame, nelle piscine e nei preparati per il collutorio. Viene utilizzato per disinfettare frutta e verdura e anche attrezzature per la lavorazione di alimenti e bevande e ampiamente utilizzato nei laboratori di ricerca scientifica. Viene anche impiegato nel settore sanitario per decontaminare stanze, passanti, isolatori e anche come sterilizzante per la sterilizzazione di prodotti e componenti. È anche ampiamente utilizzato per candeggiare, deodorare e disintossicare un'ampia varietà di materiali, tra cui cellulosa, pasta di carta, farina, cuoio, grassi e oli e tessuti.