加氯消毒的原理主要在於氯溶於水後生成的次氯酸(HClO)的作用。
次氯酸是一種強氧化劑，能夠損害細胞膜，使細胞內的蛋白質、RNA和DNA等物質釋放出來，並且影響多種酶系統，從而使細菌死亡。此外，氯對病毒的作用在於對核酸的致死性損害，病毒由於缺乏一系列代謝酶，對氯的抵抗力較弱，因此氯較易破壞病毒的-SH鍵，而較難使蛋白質變性。
在較低的pH值條件下，次氯酸(HCIO)的形式更有效，增強了其殺菌能力。然而，需要注意的是，氯分子非常不穩定，容易在光、熱或潮濕的環境下揮發，因此含氯消毒劑應存放在陰涼、乾燥的地方，並按照一定比例稀釋後立即使用，以避免減弱殺菌效果。