氯氣吸入後與粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氫和新生態氧。氯化氫可使上呼吸道粘膜炎性水腫、充血和壞死;新生態氧對組織具有強烈的氧化作用,並可形成具細胞原漿毒作用的臭氧。氯濃度過高或接觸時間較久，常可致深部呼吸道病變，使細支氣管及肺泡受損，發生細支氣管炎、肺炎及中毒性肺水腫。由於刺激作用使局部平滑肌痙攣而加劇通氣障礙，加重缺氧狀態;高濃度氯吸入後，還可刺激迷走神經引起反射性的心跳停止。氯氣中毒不可以進行人工呼吸。
