由于二氧化氯具有很强的反应活性和氧化能力，因此在水处理中表现出优良的消毒效果和氧化作用。二氧化氯在饮用水消毒中几乎不形成氯仿等有机卤代物，且杀灭细菌、病毒、藻类和浮游动物的效果好于液化氯，在水消毒过程中未产生致突变物质，其Ames试验和小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均呈现阴性结果；二氧化氯与水中无机物和有机物，尤其是有机物的反应表现以氧化作用为主，而液化氯则以氯取代为主，气与水中前驱物质作用形成了显着数量的氯仿等有机卤代物。

　　二氧化氯对水中病毒例如脊髓灰质炎I型、柯萨奇病毒B3、艾可病毒II、腺病毒7型、单纯疱疹病毒I型、流行性腮腺炎病毒、乙肝病毒、呼吸道病毒具有很好的消毒效果；对水中的藻类和浮游生物有很好的失活效果。二氧化氯不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细菌结构，具有杀死孢子和病毒的作用，从而可以有效地控制细菌、藻类以及粘泥。

　　二氧化氯对细菌的杀灭效果明显好于液化氯，并可在pH为3－9范围内有效地杀灭细菌；而液化氯只有在近中性条件（pH值为6.5－8.5）下可有效地杀死细菌；相对液化氯而言，二氧化氯所需投量较少，杀菌速率快。尤其二氧化氯可杀灭水中异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌等，且效果持久。二氧化氯的杀菌效果能持续很长时间，在管网系统中能够保持一定的残留。

　　二氧化氯对水中病毒例如脊髓灰质炎I型、柯萨奇病毒B3、艾可病毒II、腺病毒7型、单纯疱疹病毒I型、流行性腮腺炎病毒、乙肝病毒、呼吸道病毒具有很好的消毒效果；对水中的藻类和浮游生物有很好的失活效果。二氧化氯不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细菌结构，具有杀死孢子和病毒的作用，从而可以有效地控制细菌、藻类以及粘泥。