Peamine erinevus kloori ja kloordioksiidi vahel on see, et kloori aatomi oksüdatsiooniaste kloor- või kloorgaasis on null, samas kui kloori aatomi oksüdatsiooniaine kloordioksiidis on +4. Lisaks on kloori ja kloordioksiidi füüsikaline erinevus see, et kloor on kahvatukollakasroheline gaas, millel on terav ärritav lõhn, samas kui kloordioksiidil on kollakas kuni punakas gaas, millel on terav lõhn.
Nii kloor kui kloordioksiid on gaasilised ühendid. Neil on erinevad keemilised ja füüsikalised omadused ning seega erinevad rakendused. Kuna kloor on 7. rühma keemiline element, on selle kõige tavalisem oksüdatsiooniaste -1. Kloordioksiidis oleval klooriaatomil on aga oksüdatsiooniaste +4.
