Дезинфектантите ефективно убиват патогенните микроорганизми (бактерии, вируси и паразити). Някои микроорганизми са резистентни. Такъв пример са бактериите E. coli, които са по-устойчиви към дезинфектанти от останалите бактерии, и затова се използват като индикаторни организми. Някои вируси обаче са дори по-резистентни от тях и липсата на E. coli не означава, че водата е безопасна. Много устойчиви към хлор са и протозойните паразити, като Cryptosporidium и Giardia.
Ефектът от дезинфекционното действие на даден дезинфектант зависи и от възрастта на микроорганизмите. Младите микробни популации са по-податливи на убиване от дезинфектантите. В по-старите популации различни резервни метаболити, отложени като полизахаридна обвивка върху клетъчната стена, ги правят по-устойчиви към дезинфектантите. Ако се използва 2.0 mg/L хлор, времето за контакт, необходимо за инактивиране на бактерии на възраст 10 дена е 30 минути. За същия вид бактерии, но на възраст 1 ден, е достатъчна 1 минута за контакт. Бактериалните спори са много устойчви и болшинството дезинфектанти не са ефективни срещу тях.
Природата на водата, изискваща пречистване, оказва своето влияние върху дезинфекцията. В много случаи материалите във водата, например желязо, манган, сероводород и нитрати, реагират с дезинфектантите, което нарушава процеса на дезинфекция. Мътността на водата също намалява ефективността на дезинфекцията. Мътността защитава микроорганизмите от дезинфекцията.
Температурата също оказва влияние върху ефективността на дезинфекцията. С повишаване на температурата обикновено се увеличава скоростта на дезинфекционните реакции. Възможно е обаче повишаването на температурата и да ограничи дезинфекцията поради разпадане или изпаряване на дезинфектанта.
