氯消毒在水中不含氨的情况下，向水中加入氯后立即发生反应生成次氯酸，次氯酸水解能生成次氯酸根离子，一般情况下，次氯酸和次氯酸根离子在水中同时存在，相对比例取决于pH值和温度，但它们的总和则保持一定值。

　　次氯酸为很小的中性分子，可扩散到带负电的细菌表面，并渗入细菌体内通过氧化作用破坏菌体内系统而使细菌死亡。因次氯酸根离子本身带负电，难以接近带负电的细菌，很难起到直接的消毒作用。所以在较低的pH值条件下，次氯酸所占比例较大，则消毒效果较好。不过，虽然次氯酸根离子难于直接消毒，但是当水中的次氯酸被消耗后，次氯酸根离子会不断转化为次氯酸，因此，次氯酸和次氯酸根离子的所含氯量均为消毒剂的有效氯含量。

　　氯消毒的效果与水温、pH值、接触时间、混合程度、污水浊度以及所含干扰物质、有效氯浓度有关。