Le chlore libre est un composant du chlore résiduel total, la partie du chlore gazeux dissous qui n'est liée à aucun autre réactif dans l'eau. L'autre partie est connue sous le nom de chlore combiné, qui s'est lié avec produits chimiques, généralement des nitrates, dans l'eau. Ce sont des termes utilisés par les professionnels du traitement de l'eau qui examinent la salubrité de l'eau potable.
Le chlore est introduit dans les approvisionnements en eau en raison de sa capacité à modifier les polluants et à tuer les bactéries nocives et autres agents pathogènes. La quantité de contaminants dans l'eau, qu'il s'agisse de métaux ou de substances organiques, détermine la demande en chlore de l'eau. C'est la quantité de chlore libre qui est consommée par les réactions dans l'eau. Ce chlore ayant réagi devient du chlore combiné, tandis que tout excès reste du chlore libre. Dans une eau parfaitement propre, la demande en chlore est nulle.
Dans certains cas, le chlore combiné est introduit dans l'eau ou laissé dedans comme agent désinfectant lui-même, empêchant la croissance des algues, aidant à la coagulation des substances organiques et réduisant les odeurs. Dans les deux cas, le chlore libre et le chlore combiné font partie du chlore résiduel total. De petites quantités de chlore résiduel des deux types sont fréquemment laissées dans l'eau destinée à un usage résidentiel et commercial, car cela aide également à maintenir les lignes désinfectées.