Диоксид хлора используют как окисляющий микробиоцид в очистке оборотной охлаждающей воды в молочной, мясной промышленности, а также во многих других областях применения, таких как производство напитков и продуктов питания. Он используется в качестве отбеливающего агента в целлюлозно-бумажной промышленности, а также в качестве дезинфицирующего средства муниципальных сточных вод. Очистные сооружения используют диоксид хлора из-за его избирательности к определенным соединениям, в том числе: фенолам, сульфидам, цианидам, тиосульфатам и меркаптанам. Нефтегазовая промышленность использует диоксид хлора для интенсификации притока в скважине. Максимальный уровень остаточного дезинфицирующего средства для диоксида хлора составляет 0.8 мг/л в питьевой воде.