氯氣在水中的溶解度大約為1:2，即一體積的氯氣可以溶解兩體積的水。如果將這個溶解度折合成物質的量濃度，可以得出大約為0.089mol/L。此外，氯氣可溶於水和鹼溶液，易溶於有機溶劑（如四氯化碳），但難溶於飽和食鹽水。