De belangrijk verschil tussen chloor en chloordioxide is dat de oxidatietoestand van chlooratoom in chloor of chloorgas nul is, terwijl de oxidatietoestand van chlooratoom in chloordioxide +4 is. Verder is het fysische verschil tussen chloor en chloordioxide dat het chloor een bleek geelgroen gas is met een scherpe, irriterende geur, terwijl het chloordioxide een geel tot roodachtig gas is met een scherpe geur.
Zowel chloor als chloordioxide zijn gasvormige verbindingen. Ze hebben verschillende chemische en fysische eigenschappen en dus verschillende toepassingen. Omdat chloor een chemisch element uit groep 7 is, is de meest voorkomende oxidatietoestand -1. Het chlooratoom in chloordioxide heeft echter de oxidatietoestand +4.
