Il differenza fondamentale tra cloro e biossido di cloro è quello lo stato di ossidazione dell'atomo di cloro nel cloro o nel gas di cloro è zero mentre lo stato di ossidazione dell'atomo di cloro nel biossido di cloro è +4. Inoltre, la differenza fisica tra cloro e biossido di cloro è che il cloro è un gas giallo-verde pallido con un odore pungente e irritante mentre il biossido di cloro è un gas da giallo a rossastro con un odore acre.
Sia il cloro che il biossido di cloro sono composti gassosi. Hanno proprietà chimiche e fisiche diverse e quindi diverse applicazioni. Poiché il cloro è un elemento chimico del gruppo 7, lo stato di ossidazione più comune è -1. Tuttavia, l'atomo di cloro nel biossido di cloro ha lo stato di ossidazione +4.