不象氯气，二氧化氯在水中不会水解，所以它的杀菌活性在很宽的pH范围内都是比较稳定的。

    美国饮用水安全条例（SDWA）的一项修改规定了Giardia lamblia孢子、病毒和Legionella细菌最大允许浓度（MCL）的标准。公布的对病毒消毒要达到这个标准所要求的CT值表明，二氧化氯比氯气或一氯胺更为有效。pH在6－9范围内的二氧化氯的效率至少是自由氯在pH为6时的两倍。PH在7－9时，自由氯的效率大幅度地低于二氧化氯。二氧化氯和一氯胺相比也大幅度增加。

二氧化氯对THMs的控制

    近来研究表明，当氯气用于处理含有腐烂（即腐殖物）的天然物质时，会产生氯仿和其它氧化和溴化有机衍生物，统称为三卤甲烷（THMs）。

    二氧化氯在前期氧化和消毒中，不仅经济而且有效。一般来说，二氧化氯氧化的需要量比氯低。要指出的是，二氧化氯与氯相比，选择性更高，反应性更低。尤其是和氯气不同，二氧化氯不会与氨反应产生氯胺。因为氯胺的消毒作用差，它们的形成增加了水处理中氯的消耗量。

二氧化氯对味和嗅的控制

    二氧化氯在破坏酚类、藻类、硫化物、铁和锰方面远远优于氯气。因此，它一直用于市政饮用水的味和嗅的控制。