Hovedforskjellen mellom klor og klordioksid er at oksidasjonstilstanden til kloratom i klor eller klorgass er null, mens oksidasjonstilstanden for kloratom i klordioksid er +4. Videre er den fysiske forskjellen mellom klor og klordioksid at kloren er en svakt gulgrønn gass med en skarp, irriterende lukt mens klordioksidet er en gul til rødaktig gass med en skarp lukt.
Både klor og klordioksid er gassforbindelser. De har forskjellige kjemiske og fysiske egenskaper og dermed forskjellige bruksområder. Siden klor er et kjemisk element i gruppe 7, er den vanligste oksidasjonstilstanden av det -1. Kloratomet i klordioksid har imidlertid +4 oksidasjonstilstand.
