氯氣對眼睛和呼吸系統的黏膜有極強的刺激性。如與潮濕空氣接觸則生成初生態氧，并形成鹽酸。由于兩者的存在致使機體組織發生嚴重的炎癥。在肺中可發生淤血和水腫。3.5×10-6時可感到臭味;15ppm時對眼睛和呼吸道有刺激作用，并感到疼痛、咳嗽、窒息感及胸部緊束感;50×10-6可引起嚴重損害，有胸痛、吐粘痰及咯血;100×10-6時，瞬間就可以引起呼吸困難，發紺;1000×10-6時立即死亡。對皮膚也有強刺激性，有時在面部等處可見氯唑瘡。

        氯氣在空氣中不燃。但一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，就像在氧氣中燃燒一樣。一般易燃性氣體或蒸氣也都能與氯氣形成爆炸性混合物。氯氣能與許多化學品如乙炔、松節油、乙醚、氨、燃料氣、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應發生爆炸或生成爆炸性物質。它幾乎能與金屬和非金屬都起腐蝕作用。大鼠吸入LC50：293×10-6×1h;小鼠吸入LC50：137×10-6×1h;狗吸入LC50：800×10-6×30min;貓吸入LC50：(280～630)×10-6×1h。

        消防人員必須穿戴防毒面具與全身防護服。需關閉鋼瓶閥門，切斷氣流，以消殺火勢。用水保持火場容器冷卻，并用水噴淋保護去關閉閥門的人員。急救：應使吸入氣體的患者脫離污染區，安置休息并保暖，嚴重者送醫院搶救。眼睛受刺激用水沖洗，嚴重的就醫診治。皮膚接觸先用水沖洗，再用肥皂徹底洗滌。如產生灼傷須就醫診治。