Το διοξείδιο του χλωρίου (ClO2) είναι ένα κιτρινοπράσινο αέριο με μια οσμή παρόμοια με το χλώριο με εξαιρετικές ικανότητες κατανομής, διείσδυσης και αποστείρωσης λόγω της αέριας φύσης του. Αν και το διοξείδιο του χλωρίου έχει χλώριο στο όνομά του, οι ιδιότητές του είναι πολύ διαφορετικές, όπως το διοξείδιο του άνθρακα είναι διαφορετικό από το στοιχειακό άνθρακα. Το διοξείδιο του χλωρίου έχει αναγνωριστεί ως απολυμαντικό από τις αρχές του 1900 και έχει εγκριθεί από την Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος (EPA) και την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) για πολλές εφαρμογές. Έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό ως ευρέος φάσματος, αντιφλεγμονώδης, βακτηριοκτόνος, μυκητοκτόνος και ιοκτόνος παράγοντας, καθώς και αποσμητικό, και επίσης ικανός να απενεργοποιήσει τις β-λακτάμες και να καταστρέψει τόσο τους καρφίτσες όσο και τα αυγά τους.

Αν και το διοξείδιο του χλωρίου έχει «χλώριο» στο όνομά του, η χημεία του είναι ριζικά διαφορετική από εκείνη του χλωρίου. Όταν αντιδρά με άλλες ουσίες, είναι ασθενέστερη και πιο επιλεκτική, επιτρέποντάς της να είναι ένας πιο αποτελεσματικός και αποτελεσματικός αποστειρωτής. Για παράδειγμα, δεν αντιδρά με αμμωνία ή τις περισσότερες οργανικές ενώσεις. Το διοξείδιο του χλωρίου οξειδώνει τα προϊόντα και όχι τα χλωριώνοντας, έτσι σε αντίθεση με το χλώριο, το διοξείδιο του χλωρίου δεν θα παράγει περιβαλλοντικά ανεπιθύμητες οργανικές ενώσεις που περιέχουν χλώριο. Το διοξείδιο του χλωρίου είναι επίσης ένα ορατό κίτρινο-πράσινο αέριο που επιτρέπει τη μέτρησή του σε πραγματικό χρόνο με φωτομετρικές συσκευές.

Το διοξείδιο του χλωρίου χρησιμοποιείται ευρέως ως αντιμικροβιακό και ως οξειδωτικό μέσο στο πόσιμο νερό, στο νερό επεξεργασίας πουλερικών, σε πισίνες και στοματικά διαλύματα. Χρησιμοποιείται για την απολύμανση φρούτων και λαχανικών και επίσης εξοπλισμού επεξεργασίας τροφίμων και ποτών και χρησιμοποιείται ευρέως σε ερευνητικά εργαστήρια βιοεπιστημών. Χρησιμοποιείται επίσης στη βιομηχανία υγειονομικής περίθαλψης για την απολύμανση των δωματίων, των διαδρόμων, των μονωτών και επίσης ως αποστειρωτικού για την αποστείρωση προϊόντων και συστατικών. Χρησιμοποιείται επίσης εκτενώς για τη λεύκανση, την απόσμηση και την αποτοξίνωση μιας μεγάλης ποικιλίας υλικών, όπως κυτταρίνη, χαρτοπολτός, αλεύρι, δέρμα, λίπη και έλαια και υφάσματα.