二氧化氯可以殺滅絕大多數微生物，包括細菌繁殖體、細菌芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等，是公認的含氯消毒劑中消毒劑(滅菌劑)。

　　迄今為止，關于二氧化氯的殺菌機制，尚存在較大爭議，普遍共識為：二氧化氯殺菌是一個非常復雜的過程，應為多種因素共同作用的結果，主要的途徑可能為：

　　一、二氧化氯可以有效抑制細胞合成蛋白質的過程;

　　二、二氧化氯可以選擇性地與蛋白質中某些氨基酸發生作用;

　　三、二氧化氯通過改變細胞膜的通透性進而導致細胞內某些關鍵物質(如：細胞內鉀離子、鎂離子和ATP 等小分子物質)漏出;

　　四、二氧化氯強的氧化分解能力可以導致氨基酸鏈斷裂，使得蛋白質失去功能，從而導致微生物死亡。另外還有諸如對ATP酶的破壞和使脂質過氧化等。