二氧化氯是一种强氧化性消毒剂，具有广谱杀菌、杀菌速度快，较少形成毒副产物优点。近年来被广泛用于卫生防疫、食品加工业、医疗卫生以及养殖行业等行业。在GB/T 26366-2021 二氧化氯消毒剂卫生要求中，对二氧化氯的应用范围做了规定，适用于水(饮用水、游泳池水、医院污水)，普通物体表面、医疗器械(含内镜)、空气的消毒处理。
1.水产养殖消毒
在水产养殖业中，二氧化氯对鱼、虾、蟹、贝类等具有毒性低、刺激性小，以及对水产动物致病菌以及芽胞等具有较强的杀灭能力等优点，因此常被用作预防疾病的消毒剂。但目前市面上的二氧化氯消毒剂产品质量参差不齐。
2.公共卫生消毒
二氧化氯对医院常见感染菌具有良好的杀灭作用。需依据据不同环境条件、浓度及作用时间来使用，杀灭细菌、芽孢等多种微生物致病菌。气体熏蒸方法将二氧化氯用于空气消毒，在合适的湿度前提下，二氧化氯气体维持在一定浓度可以很好的净化病房空气。也可用于器械物体表面消毒及医院污水处理。
3.疫情消毒处置
二氧化氯消毒剂是一种高效消毒剂，被广泛运用于疫情消毒。在我国《应急和疫源地消毒处理》有显示二氧化氯可以做为消毒剂对疫区环境的物体表面、食物、水和空气进行消毒，也可以用于防腐和消毒除臭处理。
4.二氧化氯在水质污染事件中的应用
由于二氧化氯具有极强的反应活性和氧化能力，能够有效杀灭病菌、病毒、藻类和浮游动物等，在如藻类暴发、水源水污染、应急供水等紧急事件中也发挥了极大的作用。在自然灾害的地震消毒效果评估中，二氧化氯也广泛应用于水体消毒。
5.空气净化与漂白
稳定性二氧化氯可用于室内空气净化。同时这类洗消剂性能稳定,使用方便,可广泛用于家庭、餐厅、宾馆浴室及食品加工企业中洗涤消毒水果、蔬菜、厨房用具、餐具、浴池、墙面等。用做洗涤消毒剂(简称洗消剂)稳定性二氧化氯水溶液,具有洗涤和消毒双重作用,即能杀灭细菌，又能破坏油污。二氧化氯还是优良漂白剂应用于食品加工行业中。
6.水体消毒应用
饮用水是否卫生和安全直接关系到人们的生命与健康。含氯制剂常被用来做水体消毒剂，但它容易与水中的有机物发生反应，消毒效果有限，容易生产三致作用的有机氯化物，破坏周围环境等。
近年来二氧化氯消毒剂逐渐被广泛用于水体消毒，作为新型水处理剂需现场制备就地使用，具有以下优点: 杀菌效果好,持续时间长,受介质的 pH 值影响小，容易融于水不容易发生水解作用，不发生氯代反应和不会形成“三致作用”有机氯化物，具有强杀菌效力，可杀灭水体中的多种病原微生物。既可灭菌漂白,破坏、清除水中的有机物，还可以在水中停留很长时间,以确保在相当长的时间内水中的二氧化氯仍然具有净水灭菌作用。
7.二氧化氯消毒残生细菌的再生长问题
饮用水的输送和储存过程中，已经消毒过的水体会出现微生物再生长的可能性，影响出水水质。在GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准规定二氧化氯消毒后末梢水余量≥0. 02mg/L，出厂水余量≥0. 1mg/L，出厂水和末梢水限值≤0.8mg/L，与水接触时间≥30min。
