氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细菌，次氯酸是很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细茵表面，通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，起氧化作用破坏细菌的酶系统，而使细菌。但对于水中的病毒、卵的杀灭效果较差，需要在较高值消毒剂浓度乘以接触时间才能达到理想的效果。然而，氯在水中的作用是相当复杂的，它不仅可以起氧化反应，还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应而得到各种卤代物。
消毒是氯衍生物的消毒方法之一，由于消毒作用缓慢，它不能作为基本杀菌消毒剂 ，曾一度停用，但由于能避免或减缓氯与水中有机污染物质的某些化学反应，从而使消毒后水中氯化副产物的生成量显著降低，消毒被广泛认为是控制消毒副产物形成的有效手段。
根据资料，出厂水采用消毒，卤的产生量减少，三卤的产生量减少，投加已为越来越多的供水公司所认同，有更多的水厂又重新采用了消毒法，在控制管网中细菌的再次繁殖和生物膜也比氯更为有效，然而消毒对水中的贾第虫和隐孢子囊的去除效果却不能够令人满意，一般认为，对于严重污染且有机卤化物含量较高的源水 或水厂的供水管网较长，水流在管中停留时间大于12天时，比较适合采用消毒。
有机前体物(水中能与氯形成氯化消毒副产物的有机物)： 它们主要是富里酸、 腐殖酸、 藻类及其代谢物、 蛋白质等。天然水中有机物的类型和浓度对氯化消毒副产物的形成有重要影响，一般取自地表水做水源的自来水THMs的产生量较高，含富里酸的水要比富含腐殖质的水产生的副产物要少。
加氯量、离子浓度以及pH等因素：当有机前体物的含量一定时，投氯量越小，接触时间越短，生成的THMs越少，反之。水源水中化物浓度较高时，则会生成各种代THMs，含量往往高于。THMs的生成还与pH有关，随着pH升高，卤生成量降低，但三卤生成量增大。