Klorin dioksida (ClO2) adalah gas kuning-hijau dengan bau yang serupa dengan klorin dengan kemampuan pengedaran, penembusan dan pensterilan yang sangat baik kerana sifatnya yang gas. Walaupun klorin dioksida mempunyai klorin dalam namanya, sifatnya sangat berbeza, seperti karbon dioksida berbeza daripada unsur karbon. Klorin dioksida telah diakui sebagai pembasmi kuman sejak awal 1900-an dan telah diluluskan oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS (EPA) dan Pentadbiran Makanan dan Dadah AS (FDA) untuk banyak aplikasi. Telah terbukti efektif sebagai spektrum luas, anti-inflamasi, bakterisida, fungisida, dan agen virucidal, serta penghilang bau, dan juga dapat menonaktifkan beta-laktam dan memusnahkan kedua cacing kremi dan telurnya.

Walaupun klorin dioksida mempunyai "klorin" dalam namanya, kimianya secara radikal berbeza dengan klorin. Apabila bertindak balas dengan bahan lain, ia lebih lemah dan lebih selektif, menjadikannya bahan sterilisasi yang lebih cekap dan berkesan. Contohnya, ia tidak bertindak balas dengan ammonia atau sebatian organik yang paling. Klorin dioksida mengoksidakan produk daripada mengklorin, jadi tidak seperti klorin, klorin dioksida tidak akan menghasilkan sebatian organik yang tidak diingini yang mengandungi klorin. Klorida dioksida juga merupakan gas kuning-hijau yang kelihatan yang memungkinkannya diukur dalam masa nyata dengan alat fotometrik.

Klorin dioksida digunakan secara meluas sebagai antimikroba dan sebagai agen pengoksidaan dalam air minuman, air proses unggas, kolam renang, dan penyediaan ubat kumur. Ia digunakan untuk membersihkan buah-buahan dan sayur-sayuran dan juga peralatan untuk pemprosesan makanan dan minuman dan digunakan secara meluas di makmal penyelidikan sains hayat. Hal ini juga digunakan dalam industri perawatan kesihatan untuk mendemontaminasi bilik, jalan masuk, isolator dan juga sebagai steril untuk pensterilan produk dan komponen. Ini juga digunakan secara meluas untuk memutihkan, menghilangkan bau, dan menyahtoksin berbagai jenis bahan, termasuk selulosa, kertas-pulpa, tepung, kulit, lemak dan minyak, dan tekstil.