A klór és a klór-dioxid közötti legfontosabb különbség az, hogy a klóratom oxidációs állapota klór- vagy klórgázban nulla, míg a klóratom oxidációs állapota klór-dioxidban +4. Ezenkívül a klór és a klór-dioxid közötti fizikai különbség az, hogy a klór halványsárga-zöld gáz, éles, irritáló szaggal, míg a klór-dioxid sárga vagy vöröses, fanyar szaggal.
A klór és a klór-dioxid egyaránt gáznemű vegyületek. Különböző kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és ezért eltérő felhasználási lehetőségekkel rendelkeznek. Mivel a klór a 7. csoport kémiai eleme, a leggyakoribb oxidációs állapota -1. A klór-dioxid klóratomjának oxidációs állapota azonban +4.
