二氧化氯杀灭病毒的作用比臭氧(O3)和氯有效。在洪水期间，二氧化氯对水中柯萨奇(肠道)病菌、人类肠道病毒、疱疹病毒、新城病毒、噬菌体、牛痘病毒、脊髓灰质炎病毒等众多病毒，均有很好的杀灭效果。如果使用剂量为0.02毫克/升的二氧化氯，可在几分钟内将水中病毒杆菌杀灭，比氯要有效的多。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果，如果使用二氧化氯0.5毫克/升，便可将微生物甲壳类中的水生二节虱类杀灭，而用氯杀灭则需6.0—7.0毫克/升。

二氧化氯用于水消毒，在其浓度为0.5~1mg/L时，1分钟内能将水中99%的细菌杀灭，灭菌效果为氯气的10倍，次氯酸钠的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯还有杀菌快速，pH范围广(6-10)，不受水硬度和盐份多少的影响，能维持长时间的杀菌作用，能高效率地消灭原生动物、孢子、霉菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三卤甲烷，能将许多有机化合物氧化，从而降低水的毒性和诱变性质等多种特点。二氧化氯与氯气相比具有以下优点：不仅能杀死一般微生物，而且具有杀真菌孢子，杀病毒等作用。二氧化氯不与氨、酚和不饱和化合物发生作用，特别适用于化肥厂循环水的消毒。二氧化氯可以完全代替氯气和非氧化性杀生剂。一般消毒手段杀灭的只是细菌成体,对芽孢是无效的。芽孢是细菌在不适合其生长的环境下形成的休眠体,在适宜的条件下可以重新发育成为菌体。因此以往讲到的消毒不是一个100%杀菌的手段,很多病菌消毒是一种阶段性的控制。这句话对绝大多数消毒药有效,因为二氧化氯可以将菌体连同其芽孢一同灭,这一点是非常可喜的。

二氧化氯作为第四代水产消毒剂，被联合国卫生组织确认为A1级安全消毒剂。其不仅能大幅度减少水中致病微生物的数量，而且不损害浮游生物，对水体有消毒和增氧作用，对鱼类出血性败血病、烂鳃病、赤皮病、肠炎病、水霉病等以及对虾的弧菌病、病素病等均有显著疗效。