氧化氯是一種廣譜、高效的滅菌劑。國外許多的研究結果表明，二氧化氯在極低的濃度（0.1ppm）下，即可殺滅許多諸如大腸桿菌、等致病菌。即使在有機物的干擾下，在使用濃度為幾十ppm時，也可*殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢等所有微生物。

穩定性二氧化氯消毒劑中的二氧化氯以亞氯酸鹽的形式存在，經用活化劑活化后，才能放出具有殺菌作用的二氧化氯。殺菌能力與純二氧化氯消毒劑溶液相似。二氧化氯消毒劑釋放的速度與酸堿度有一定關系，酸性條件下迅速釋放，pH值>5.0時二氧化氯消毒劑釋放速度減慢，活化不*，殺菌作用較弱。

二氧化氯消毒劑隨濃度的增加，殺菌作用加強，用500ppm二氧化氯消毒劑溶液殺滅白色念珠菌，作用1min，殺滅率達95%；而用250ppm時，作用10min，才能達到99.99%。

隨溫度的升高，殺菌作用加強。用0.8mg/L二氧化氯消毒劑殺滅99%的脊髓灰質炎病毒，當溫度為5℃時，需要6.8min，當溫度為15℃時，需要1.7min，當溫度為25℃時，需要1.5min。

有機物對二氧化氯消毒劑滅菌效果有明顯影響，在試驗用的菌液內加入2%酵母，再用二氧化氯消毒劑進行滅菌試驗，結果，100min只能殺滅大腸桿菌的99.99%，而不加酵母者，僅作用5min即可將其全部殺滅。