二氧化氯的物理性质：

二氧化氯的分子式为ClO₂，是一种随浓度升高颜色由黄绿色到橙色的气体，具有与氯气相似的刺激性气味。沸点11℃，凝固点－59℃，临界点153℃，水中的溶解热为2.76×10⁴J/mol。液体密度为1.64kg/L，气体密度为3.09g/L（11℃）。纯二氧化氯的液体与气体性质极不稳定，在空气中二氧化氯的浓度超过10％时就有很高的爆炸性。因此二氧化氯不能像液氯那样装瓶运输，必须在现场现制现用。二氧化氯易溶于水，溶解度约为氯气的5倍。在常温（25℃）、1.1×10⁴Pa分压下，溶解度约为8g/L。与氯不同，二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体形式存在，不发生水解反应。二氧化氯的水溶液在较高温度与光照下，会生成ClO^－₂与ClO^－₃，因此应在阴凉避光处存放。二氧化氯溶液质量浓度在10g/L以下时，基本没有爆炸的危险。

二氧化氯的化学性质：

二氧化氯的化学性质非常活泼，一般在酸性条件下具有很强的氧化性，其氧化能力仅次于臭氧，可氧化水中多种无机和有机物，氧化反应举例如下。

（1）与无机物反应 对铁、锰的氧化反应：

2ClO₂＋5Mn^2＋＋6H₂O=5MnO2＋2Cl^－＋12H^＋

ClO₂＋5Fe（HCO₃）₂＋13H₂O=5Fe（OH）₃＋10CO^2－₃＋Cl^－＋21H^＋

对氰根的氧化反应：

2ClO₂＋2CN^－=2CO₂＋N₂＋2Cl^－

（2）与有机物反应 二氧化氯与水中有机物的反应比较复杂，主要发生氧化反应，典型的反应物与产物如下：

值得注意的是，二氧化氯与酚能迅速反应，但不生成有异味的氯酚。而与酚反应，发生取代反应，形成氯醌。根据二氧化氯与酚的浓度比率不同，产物也不相同。比率高时主要产物为1，4－苯醌，比率低时主要产物为2－氯－1，4－苯醌。

二氧化氯与腐殖酸反应，不会生成三氯甲烷，主要生成如下四类氧化产物：苯多羧酸、二元脂肪酸、羧苯基二羟乙酸、一元脂肪酸。它们的致突变性相对较低。而氯与腐殖酸反应则会形成三氯甲烷。

（3）光解反应 二氧化氯对光较为敏感，见光易发生如下分解：

即使在黑暗的条件下，二氧化氯溶液在室温下每天仍有2％～10％的离解率，但如果将溶液在黑暗中冷却到2℃，离解率可下降到每天1％以下。另外，二氧化氯在碱性条件下（pH≥9）会发生歧化反应而降低氧化性。