二氧化氯對細菌的細胞壁有較強的吸附和穿透能力，可快速控制微生物蛋白質(zhì)的合成，對細菌、病毒等有很強的滅活能力。

  CIO₂在水中是純粹的溶解狀態(tài)，不與水發(fā)生化學反應，故它的消毒作用受水的pH影響小，這是與氯消毒的區(qū)別之一。在較高的pH下，CIO₂消毒能力比氯強。比如PH（PH儀表）為8.5時，可達到99%以上的埃希氏大腸菌的殺滅率，二氧化氯只需要0.25mg/L的有效氯投加量和15s的接觸時間，而氯的投加量至少需要0.75mg/L。二氧化氯消毒的特點是，只起氧化作用，不起氯化作用，因而一般不會產(chǎn)生致癌物質(zhì)。另外二氧化氯不與氨氮發(fā)生反應，因此在相同的有效氯投加量下，可以保持較高的余氯濃度，取得較好的消毒效果。

  二氧化氯不穩(wěn)定，因而必須在現(xiàn)場制造。二氧化氯的制造成本較高，國內(nèi)目前只是在一些小型的污水處理工程中采用了二氧化氯消毒工藝。