Kluczową różnicą między chlorem a dwutlenkiem chloru jest to, że stopień utlenienia atomu chloru w chlorze lub chlorze gazowym wynosi zero, podczas gdy stopień utlenienia atomu chloru w dwutlenku chloru wynosi +4. Ponadto fizyczna różnica między chlorem a dwutlenkiem chloru polega na tym, że chlor jest bladożółto-zielonym gazem o ostrym, drażniącym zapachu, podczas gdy dwutlenek chloru jest gazem od żółtego do czerwonawego o gryzącym zapachu.
Zarówno chlor, jak i dwutlenek chloru są związkami gazowymi. Mają różne właściwości chemiczne i fizyczne, a tym samym różne zastosowania. Ponieważ chlor jest pierwiastkiem chemicznym grupy 7, jego najczęstszym stopniem utlenienia jest -1. Jednak atom chloru w dwutlenku chloru ma stopień utlenienia +4.