氯气或其他氯化消毒剂溶于水后，在常温下很快水解成次氯酸。次氯酸分子小，不荷电，易穿过细胞壁；同时又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使其通透性增加，使细胞内蛋白质、DNA和RNA等物质释出，并影响多种酶系统，从而使细菌死亡。
所以，自来水工艺可以杀灭水中所有对人有害的细菌和病毒在氯化消毒杀灭水中病原微生物的同时，氯与水中的有机物反应，产生一些列氯的副产物。通常，将水中能与氯形成氯的副产物的有机物称为有机前体物。天然水中有机前体物以腐殖质为主要成分，其次有藻类以及其产物、蛋白质等。腐殖质时氯化消毒过程中形成副产物三卤甲烷的主要前提物质。三卤甲烷属挥发性卤代有机物，主要有四种：即氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿。其中氯仿含量最高。据研究表明，氯仿具有致突变性和动物致癌性。