Substansen exploderar vid upphettning och sönderfaller vid rumstemperatur långsamt under bildning av bl.a. kväve och dikväveoxid. I vattenlösning är hydroxylaminen mera beständig. Salter med starka syror är stabila, t.ex. hydrokloriden. Hydroxylamin används som reduktionsmedel inom fotografin och som antioxidant samt för framställning av oximer med aldehyder och ketoner.