Clo tự do là một thành phần của tổng lượng clo dư, phần khí clo hòa tan không liên kết với bất kỳ chất phản ứng nào khác trong nước. Phần còn lại được gọi là clo kết hợp, liên kết với hóa chất, điển hình là nitrat, trong nước. Đây là những thuật ngữ được các chuyên gia xử lý nước sử dụng để kiểm tra độ an toàn của nước uống.
Clo được đưa vào nguồn cung cấp nước vì khả năng biến đổi các chất ô nhiễm và tiêu diệt vi khuẩn có hại và các mầm bệnh khác. Lượng chất gây ô nhiễm trong nước, cho dù chúng là kim loại hay chất hữu cơ, sẽ quyết định nhu cầu clo của nước. Đây là lượng clo tự do được tiêu thụ bởi các phản ứng trong nước. Clo đã phản ứng này trở thành clo kết hợp, trong khi bất kỳ lượng dư nào vẫn là clo tự do. Trong nước sạch hoàn toàn, nhu cầu clo bằng không.
Trong một số trường hợp nhất định, clo kết hợp được đưa vào nước hoặc để lại trong nước như một chất khử trùng, ngăn chặn sự phát triển của tảo, hỗ trợ quá trình đông tụ các chất hữu cơ và khử mùi hôi. Trong cả hai trường hợp, cả clo tự do và clo kết hợp đều là một phần của tổng lượng clo dư. Một lượng nhỏ clo dư của cả hai loại thường được để lại trong nước được sử dụng cho mục đích dân dụng và thương mại, vì điều này cũng giúp giữ cho các đường dây được khử trùng.
