氯气主要通过呼吸道侵入人体，氯气对上呼吸道粘膜会造成有害的影响，它会溶解在粘膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，次氯酸使组织受到强烈氧化；盐酸刺激粘膜发生炎性肿胀，使呼吸道粘膜浮肿，大量分泌粘液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而导致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻等。

1 L空气里最多可以允许含氯气0.001 mg，超过这个含量就会引起人体中毒。战争中，氯气曾被用作强杀伤性的武器。如在第一次世界大战期间，一次德军与英、法军战士在比利时的伊普尔对峙，黎明时，英、法军前线战场的士兵突然看到一股黄绿色气体逐渐向前袭来，很快数百名英、法军战士窒息而死，数千名士兵双目失明。这是1915年4月22日发生的令人发指的事件。