Idrossilammina cloridrato viene utilizzato nella sintesi organica per la preparazione di ossime e acidi idrossamici da acidi carbossilici, idrossiammine N e O sostituite e reazioni di addizione del doppio legame carbonio-carbonio.

Durante il metodo del bromuro di acetile per estrarre la lignina dalla biomassa lignocellulosica, Idrossilammina cloridrato può essere utilizzato per rimuovere bromo e polibromuro dalla soluzione.

Nei trattamenti superficiali, viene utilizzato nella preparazione di agenti anti-pelle, inibitori di corrosione e additivi detergenti. È anche un materiale di partenza per la produzione di prodotti farmaceutici e agrochimici. 

Nelle industrie della gomma e della plastica, è un antiossidante, un acceleratore di vulcanizzazione e uno scavenger di radicali.

Viene anche usato come fissativo per coloranti tessili, ausiliario in alcuni processi di tintura, come coadiuvante di estrazione e galleggiamento di metalli, come antiossidante in acidi grassi e saponi, e come stabilizzatore di colore e additivo in emulsione nei film colorati.