Плотность вещества зависит от его молекулярной структуры, массы и объема. Хлор представляет собой двухатомную молекулу Cl2, вес каждого атома хлора равен 35.5 г/моль. Хлороводород также является двухатомной молекулой HCl, но масса атома водорода составляет лишь 1 г/моль.

Поэтому в молекуле хлора масса каждого атома выше, что приводит к более высокой плотности хлора по сравнению с хлороводородом.