纯净的六氧化二氯由高氯酸氙分解获得：
结构.它在常温下是深红色发烟液体，固态时为离子化合物高氯酸氯酰盐（）。最早报道它以单体ClO存在于气相中，但后来证实，即使进行加热蒸发依然以含有氧桥键的双聚体存在，直到更高温度时分解成高氯酸氯（ClO）和氧气。真正的 ClO 化合物后来被发现了。六氧化二氯的红色是因为其中包含氯酰基离子。 因此，该化合物中的氯的形式氧化态在气相和冷凝时均保持氯(V)和氯(VII)的混合物。但是，通过破坏一个氧-氯键，氯(VII)周围的电子密度会升高。