一般的に地下水を飲料水として使用する場合には、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムが多用されます。また、水中に含まれる鉄やマンガンを除去する場合の酸化剤として使用する場合もあります。次亜塩素酸ナトリウム以外に水道に使用できる殺菌剤としては、高度さらし粉や塩素化イソシアヌル酸のような塩素系の酸化剤、過マンガン酸カリウム、オゾン、二酸化塩素がありますが、安価であることや扱い易いことから、一般的な上水処理では次亜塩素酸ナトリウムが使用されています。

次亜塩素酸ナトリウムは水に溶解すると下のように反応し、有効塩素を発生します。

NaClO　＋　H₂O　↔　HClO　+　NaOH

有効塩素とは殺菌力や酸化力を持った塩素のことをいいます。水に溶解した場合に塩化物イオンとなる塩化ナトリウムなどの無機塩化物や有機化合物と結合した有機の塩素化合物の大半は殺菌力や酸化力を持たないため有効塩素と呼びません。

有効塩素が水中で殺菌作用や酸化作用を起こしてもなお残留している有効塩素を残留塩素といいます。残留塩素には遊離残留塩素と結合残留塩素があります。このうち、次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンを遊離残留塩素と呼び、アンモニアと反応して生成されるクロラミン類を結合残留塩素と呼んでいます。

水道水質基準に残留塩素の制約はありませんが、水道法施行規則では給水栓末端で遊離残留塩素：0.1mg/L以上検出されることが求められています。
酸化剤として使用する代表例は、地下水に含まれている鉄イオンやマンガンイオンなどの金属イオンを酸化させて水酸化物を生成させることで不溶化し、除去する場合です。