氯气在化学工业用于生产次氯酸钠、氯化铝、三氯化铁、漂白粉、溴素、三氯化磷等无机化工产品，还用于生产有机氯化物，如氯乙酸、环氧氯丙烷、一氯代苯等。也用于生产氯丁橡胶、塑料及增塑剂。日用化学工业用于生产合成洗涤剂原料烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠等。具体如下：
制环氧丙烷
在氯醇法生产环氧丙烷的过程中，有一步反应是丙烯与次氯酸反应生成氯醇，因此可将氯水用于氯醇化反应中，同时氯水可部分代替生产所用工艺水。
制备氯化铁
此方法利用工业盐酸或酸洗废液与废铁屑反应，生成氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液与废铁屑组成的循环吸收液与氯气发生氧化还原反应，氯气将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+被吸收液中的铁屑还原为Fe2+，Fe2+继续与氯气反应，形成循环吸收。
制盐酸
工业上制取盐酸时，首先在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体，反应方程式为：H2+Cl2=2HCl。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。
制聚氯乙烯
重单体制法可分为两种路线，一种是以乙烯为原料的石油路线，即氧氯化法。由石油裂解分离出乙烯，然后用氧气和HCl（裂解副产物）作用生成的Cl2与乙烯发生氯化反应，生成二氯乙烷，再裂解出氯化氢得氯乙烯。
制漂白物
氯气制成的漂白物很多，一般生活中涉及两种，NaClO和Ca(ClO)2。一般来说，消毒液是NaClO，一般用氯气通入氢氧化钠中制得。但其价格较高，工业漂白不用，常见于84消毒液。消毒粉则是Ca(ClO)2，因为其不够稳定一般为固体，是氯气通入石灰乳中制得，价格低廉，用于工业漂白，使用方法是加水溶解有效成分是次氯酸钙，从而漂白（制备次氯酸钙固体，用氢氧化钠溶液吸收含氯尾气得到的产物是次氯酸钠溶液，得不到固体产物，不容易长时间保存。用氢氧化钠和氢氧化钙的混合水溶液吸收氯气时，能够得到次氯酸钙固体，便于储存和使用）。保存以上漂白剂时，注意密封干燥，避免阳光直射。因为次氯酸盐在空气中会与二氧化碳、水发生反应，产生次氯酸，次氯酸在光照下分解，从而导致漂白剂失效。
冶金工业
主要用于生产金属钛、镁等。
