주기율표 제17족에 속하는 할로겐족원소의 대표적인 것. 1774년 K.W.셸레가 염산과 연망간석을 반응시켜 발견하였으며, 1810년 H.데이비가 원소라는 결론을 내리고 그리스어의 황록색을 뜻하는 chloros를 따서 chlorine이라고 명명하였다. 자연계에는 유리(遊離) 상태로 존재하지 않고, 항상 화합물로 존재한다.

 <성질> 상온에서는 황록색 기체로 심한 자극적 냄새가 나며, 점막을 상하게 하여 질식시킨다. 냉각하면 황색 용액을 거쳐 황백색 고체가 된다. 임계압력(臨界壓力)은 76.0 atm, 임계온도는 144 ℃이다. 용해도는 물 100 g에 대하여 0.9972 g(10 ℃), 사염화탄소 100 g에 대하여 15.6 g(0 ℃)이다. 화학적으로 극히 활발하여, 비활성기체를 제외한 대부분의 원소와 화합물을 만든다. 수소와는 빛 등의 에너지를 흡수하여, 격렬하게 폭발하면서 염화수소(HCl)를 생성한다. 탄소·규소와는 고온에서 반응하여 염화물을 만들고, 붕소·인·안티몬·비소 등은 염소 속에서 불타서 염화물을 만든다. 또, 황·셀렌·텔루르 등과도 반응한다. 또한, 알칼리금속·구리·아연·수은·주석·비스무트 등도 염소 속에서 빛을 발하면서 격렬하게 반응하고, 금·은·납·철·니켈 등도 상온에서 반응한다. 염소수는 염소 냄새가 나며, 표백작용을 갖는다. 메탄계 탄화수소를 염소 속에서 연소시키면 치환반응이 일어나서 카본을 유리하여 다음과 같은 반응이 일어난다.

CnH2n+2＋(n＋1)Cl2 → (2n＋2)HCl＋nC

 <제조법> 공업적 제조법으로는 주로 식염수 전해법(電解法)이 이용되고, 다음으로 융해염화물 전해법이 이용된다. 이 밖에 옛날부터 이용되었던 르블랑 소다법의 부생염산을 산화하여 얻는 방법도 있으나, 현재는 거의 이용되지 않는다. 염소공업은 염소와 알칼리와의 수급(需給) 관계에 의해 좌우되며, 또 염소의 대량 저장이 곤란하기 때문에 수급이 안정되어 있지 않다. 실험실에서 염소를 얻는 데는, 염화나트륨 수용액[NaCl(aq)]을 전개분해 하거나,

MnO2＋4HCl  →  MnCl2＋Cl2＋2H2O

와 같이 염산을 산화망간·중크롬산칼륨 등으로 산화시킨다. 또,

Ca(OCl)Cl＋2HCl → CaCl2＋H2O＋Cl2

와 같이 표백분과 염산을 반응시켜도 되고, 간단하게는 봄베에 채워져 시판되고 있는 액체염소를 이용해도 된다. 정제할 때는 발생한 염소를 물로 세척하고, 황산을 넣은 세척병을 통해서 수분을 제거한 후 오산화인으로 건조시킨다. 산소를 더 제거하고 싶을 때는 －78 ℃에서 액체염소 속에 수소를 통과시킨다.

 <용도> 산화제·표백제·살균제·소독제 등으로도 사용되지만, 가장 큰 소비량을 보이는 것은 염산의 합성재료이고, 다음에 표백분의 원료, 유기염소화합물의 제조, 금속염화물의 제조 등에 사용된다.

 <주의> 염소는 제1차 세계대전 중에는 독가스로 사용되었으며, 직접 흡입해서는 안 된다. 공기 중에 0.003∼0.006 %가 존재하기만 해도 점막이 상하여, 비염(鼻炎)을 일으켜 눈물·기침 등이 난다. 흡입을 장시간 계속하면 가슴이 아프고, 피를 토하며 호흡곤란이 된다. 0.03 %에서는 1시간이면 질식사하고, 0.1∼1 %에서는 순간적으로 강한 호흡곤란을 일으켜서 사망한다. 또, 흡착성이 크므로 의복·머리털 등에 묻어서 서서히 흡입하게 되는 경우도 있다. 잘못하여 흡입했을 때는 즉시 신선한 공기를 흡입시키고 안정하게 해야 한다.