Ključna razlika med klorom in klorovim dioksidom je v tem, da je oksidacijsko stanje atoma klora v kloru ali klorovem plinu nič, stopnja oksidacije atoma klora v klorovem dioksidu pa +4. Nadalje je fizikalna razlika med klorom in klorovim dioksidom v tem, da je klor svetlo rumeno-zelen plin z ostrim, dražilnim vonjem, medtem ko je klorov dioksid rumen do rdečkast plin s trpkim vonjem.
Tako klor kot klorov dioksid sta plinasti spojini. Imajo različne kemijske in fizikalne lastnosti in s tem različne namene. Ker je klor kemijski element skupine 7, je njegovo najpogostejše oksidacijsko stanje -1. Vendar ima atom klora v klorovem dioksidu +4 stopnjo oksidacije.
