Cloridrato de Hidroxilamina é usado em síntese orgânica para preparação de oximas e ácidos hidroxâmicos a partir de ácidos carboxílicos, hidroxiaminas substituídas com N e O e reações de adição de dupla ligação carbono-carbono.

Durante o método de brometo de acetila de extração de lignina da biomassa lignocelulósica, Cloridrato de Hidroxilamina pode ser usado para remover bromo e polibrometo da solução.

Em tratamentos de superfície, é utilizado na preparação de agentes antideslizantes, inibidores de corrosão e aditivos de limpeza. É também uma matéria-prima para a fabricação de produtos farmacêuticos e agroquímicos. 

Nas indústrias de borracha e plásticos, é um antioxidante, acelerador de vulcanização e eliminador de radicais.

É também utilizado como fixador de corantes têxteis, auxiliar em alguns processos de tingimento, como auxiliar na extração e flotação de metais, como antioxidante em ácidos graxos e sabões, e como estabilizador de cor e aditivo de emulsão em filmes coloridos.