二氧化氯殺菌除味劑主要成分是二氧化氯，二氧化氯有一種類似氯氣和硝酸的特殊刺激臭味，遇熱容易分解，光照也易分解，其溶液在冷暗處相對穩定。
其殺菌除味機理是二氧化氯在水中能夠快速釋放出新生態氧，使微生物的原漿蛋白活性基因迅速氧化，氧化分解蛋白質中氨基酸；并能透過微生物表膜進入內部，破壞微生物的酶系統，阻礙其正常的新陳代謝，進而導致死亡，從而達到迅速殺滅細菌、真菌、病毒、芽孢的目的。同時還能與重金屬、硫化物、酚類、氨類等物質快速反應，從而達到去污除臭、滅菌、降解毒素、去除農藥殘留等的目的，且不產生致畸、致癌、致突變物質。
廣泛應用于飲用水消毒、游泳池水體消毒、室內空間環境、醫院以及食品加工、制藥、水產養殖、農業園藝等行業的消毒殺菌。
二氧化氯是一種廣譜、高效的滅菌劑。國外許多的研究結果表明，二氧化氯在極低的濃度(0.1ppm)下，即可殺滅許多諸如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等致病菌。在有有機物干擾的情況下，二氧化氯濃度為幾十mg/L時，也可完全殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢等所有微生物。二氧化氯也能和空氣中的氨和硫化合物及水中鐵和錳化合物相作用，可消除空氣和水中的臭味。用二氧化氯溶液擦洗冰箱，可達到消除異味的作用。在衛生間中可用二氧化氯溶液對衛生間噴霧，可迅速去除臭味。
