На світлі або при нагріванні активно реагує (іноді з вибухом) з воднем за радикально-ланцюговим механізмом. Суміші хлору з воднем, що містять від 5,8% до 88,3% водню, вибухають при опроміненні з утворенням хлороводню.
Так, хлор взаємодіє з водними розчинами бромідів та йодидів, виступаючи в цих реакціях окислювачем: 2K Br − 1 + Cl 0 2 = Br 0 2 + 2K Cl − 1 , 2Na I − 1 + Cl 0 2 = I 0 2 + 2Na Cl − 1 .
При реакції з водою, хлор утворює хлороводень, хлорнуватисту кислоту та їх відповідні солі у разі присутності в воді катіонів: хлориди (Cat+ + Cl-) та гіпохлорити (Cat+ + СlO-).
При взаємодії ж хлору з неохолодним розчином луги відбувається розігрівання розчину та виходять хлорати, наприклад, бертолетова сіль KClO3: 6KOH + 3Cl2 KClO3 +5KCl + 3H2O.