二氧化氯是一種廣泛使用的消毒劑，具有多種功能：
高效殺菌消毒。能夠殺滅包括細菌繁殖體、芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等在內的各種微生物，對微生物細胞壁有較強的吸附穿透能力，有效氧化細胞內含巰基的酶，快速抑制微生物蛋白質的合成，破壞微生物。
食品工業套用。用於食品加工過程中的消毒，如紙漿和紙、纖維、小麥麵粉、澱粉的漂白，以及油脂、蜂蠟等的精製和漂白。
飲用水消毒。作為飲用水消毒殺菌劑，能有效清除水中的有害微生物，如在颶風卡特里娜後用於清除洪水中的危險黴菌。
空氣消毒。可用於空氣消毒，尤其是在紐奧良颶風后的環境中。
水處理套用。用於控制供水系統中的生物膜，能有效去除水中的硫化物，如硫化銨、硫化氫、二甲基硫醚等，從而減少異味。
保鮮和除臭。具有保鮮和除臭功效，能減緩海鮮、蔬菜、水果的死亡和腐爛，同時能消除口臭和煙味。
其他用途。如治療粉刺和痤瘡，以及緩解生殖器的皰疹。
二氧化氯是一種廣譜、高效、速效的氧化性殺菌消毒劑，具有很強的氧化作用，對環境、人體和動物相對友好，但使用時需注意安全，避免與皮膚和眼睛接觸。