最近20年來，以二氧化氯替代氯或將它加入氯之中，用於水消毒的情況愈來愈常見。

二氧化氯係為非常有效的細菌消毒劑，對於含有病毒的水，它甚至於較氯擁有更好的消毒效果。二氧化氯由於能有效地使對於氯極具有抗性的梨形鞭毛蟲菌與隱孢子蟲菌這些病原體喪失活性，此兩種病原體為自來水中水生細菌(water born baterial)的指標菌，因而再度引起環保署(EPA)的注意。

此外，如同前文所提及二氧化氯亦可有效的去除與防止生物薄膜的形成。

與氯不同的是利用二氧化氯消毒，不會有產生二氯胺臭味的困擾。它同時可破壞會造成味道與臭味問題的酚類物質。

二氧化氯較氯更能有效地去除鐵與錳，特別是這些金屬以絡合物（Complex）型態存在的情況。