氧化性杀菌灭藻剂是具有强烈氧化性的杀生剂，通常是一种强氧化剂，对水中的微生物的杀生作用强烈。氧化性杀菌灭藻剂对水中其它的还原性物质都能起到氧化作用，当水中存在有机物、硫化氢、亚铁离子时，会消耗掉一部分氧化性杀生剂，降低它们的杀生效果。循环冷却水系统中常用的氧化性杀生剂为含氯化合物、过氧化物、含溴化合物等具有氧化性能的化合物。这些化合物普遍具有杀菌灭藻速度快、杀生效果的广谱性高、处理费用低、对环境污染相对影响较小、微生物不易产生抗药性的优点。不足之处是受到水中的有机物和具有还原性物质的影响较大，药剂时间短，受水中的PH值影响也较大，同时，分散渗透和剥离效果差等。 卤族元素氯、溴和碘都是性能良好的氧化性杀菌剂。氯来源广，价格低廉，使用方便，杀菌效果良好，可以和许多水质处理药剂一起使用而互不干扰或干扰很小，对环境污染小，广泛地用作工业和民用用水的微生物的杀菌剂。大型的循环冷却水系统多用液氯，用量少的冷却水系统常用次氯酸钠或漂白粉。
氯的杀菌作用是氯在水中生成分子状态的次氯酸，次氯酸分子能穿透微生物的细胞膜与蛋白质生成稳定的N-CL键，使呼吸作用所必需的还原酶减弱或失去活性，较高浓度时会破坏细胞壁。添加到水中的氯以次氯酸的形式存在的比例越高，杀菌效果越好。
氯处理的效果很快，水中的原生动物（如草履虫和纤毛虫）和轮虫等，通氯之后很快就被杀死。藻类比细菌更容易被氯杀死，加氯的浓度达1mg/L，就能杀死大部分藻类。使蓝藻和硅藻致死的氯浓度分别为0.5-1.01mg/L和0.1-1.01mg/L。