首先氯氣溶于水，會形成氯水，有很強的氧化性（其起主要作用的是次氯酸），可以消毒殺菌；其次次氯酸可以把硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，硫酸鐵水解生成氫氧化鐵，會形成膠體，可以吸附水中的懸浮雜志。這就是基本的原理。

在污水處理中有用的是Fe2+和ClO2-離子次氯酸跟把2價鐵離子氧化到3價鐵離子，三價鐵離子在水中水解成fe（oh）3，而氫氧化鐵是能絮狀沉淀，能吸附水中雜質，而未反應完的次氯酸跟具有的強氧化性能殺菌，后，石灰的作用是調節水中的酸堿平衡，因為硫酸亞鐵是酸性的，次氯酸鈉是弱堿性的。

水處理應用中硫酸亞鐵的化學反應原理：6FeSO4+KClO3+3H2O==2Fe2(SO4)3+KCl+2Fe(OH)3 生成的Fe(OH)3是膠狀物質，能吸附水中的雜質懸浮物，起到凈水作用。合適用量可調節堿性水中的 PH 值,與水中懸浮物有機結合,并加速沉淀,主要 應用于水質凈化和工業廢水處理,同時具有殺菌作用.