给水和污水的氯化作用主要是为了破坏或抑制致病微生物。其次的效益是，氯同胺、铁、锰、硫化物和一些有机物起反应，使水质得到全面的改善。
氯化作用可以产生有害的影响。它可能加重给水中所含酚和其它有机物产生的味和臭。还可能产生象氯仿一类有致癌危险的有机氯化物。含有铵或胺的水在氯化中生成的化合性氯，对某些水生物产生有害的影响。为达到氯化的基本目的，又要将其有害作用减至最低程度，必须采用适当的检验方法。还要预知这项分析测定的限制条件。
氯以单质或次氯酸盐形式加入水中，起初经水解生成游离性有效氯，它包括：含水分子氯、次氯酸和次氯酸盐离子形式。它们之间的相对比例决定于水的pH和温度。在多数水体的pH下，主要是次氯酸和次氯酸盐离子。
游离性氯容易与铵和某些含氯化合物起反应，生成化合性有效氯。氯与铵反应生成氯胺: 一氯胺、二氯胺和三氯化胺。这些化合性氯的存在和浓度主要取决于pH值，温度和最初的氯-氮比。游离性氯和化合性氯二者能同时存在于水中。给水中的化合性氯可能是在处理含有铵的原水时生成的，也可能是由于加入铵或铵盐后生成的。氯化过的污水和某些工业废水的出水通常只含有化合性氯。在历史上，余氯分析中的主要问题就是如何来分辨游离态和化合性余氯。