Klordioksid, ClO2, er det eneste av kloroksidene som har praktisk anvendelse. Det brukes til desinfeksjon av vann, til å fjerne ubehagelig lukt og til bleking. Klordioksid regnes for å være bedre egnet for disse formål enn klor.
Oksidet fås som en stabil rødgul gass med skarp, gjennomtrengende lukt ved å redusere klorater. Under 9,9 °C er klordioksid en rødbrun væske. Med pyridin stabiliseres klordioksid i form av addisjonsforbindelsen C6H5N – ClO2, og dette gjør det mulig å anvende klordioksid i vandig løsning.