氯消毒的原理主要基於氯與水反應生成的次氯酸（HClO）的強氧化性和殺菌能力。
次氯酸是一種中性分子，能夠快速擴散到細菌表面，並穿透細菌的細胞壁，直接破壞細菌內部的酶系統，影響多種酶的活動，特別是那些涉及生命維持過程的關鍵酶，如磷酸葡萄糖脫氫酶，從而殺死細菌。此外，次氯酸還能損害細胞膜，導致蛋白質、RNA和DNA等物質釋放，對病毒而言，氯消毒的主要作用是破壞其核酸，由於病毒缺乏有效的代謝酶，它們對氯的抵抗力相對較弱，因此氯消毒對病毒也有很好的殺滅效果。
總的來說，氯消毒的原理涉及到次氯酸的小分子特性、強氧化性以及它對細菌和病毒致命部位的有效破壞。