Гідроксиламін гідрохлорид використовується в органічному синтезі для одержання оксимів та гідроксамових кислот із карбонових кислот, N- та O-заміщених гідроксиамінів та реакцій приєднання подвійного зв'язку вуглець-вуглець.

Під час ацетилбромідного способу вилучення лігніну з лігноцелюлозної біомаси, Гідроксиламін гідрохлорид може використовуватися для видалення брому та поліброміду з розчину.

При поверхневих обробках він використовується для приготування протишкірних засобів, інгібіторів корозії та очищувальних добавок. Це також вихідний матеріал для виробництва фармацевтичних та агрохімічних речовин. 

У гумовій та пластмасовій промисловості це антиоксидант, прискорювач вулканізації та поглинач радикалів.

Він також використовується як закріплювач для текстильних барвників, допоміжний у деяких процесах фарбування, як екстракційний метал та допоміжний засіб для флотації, як антиоксидант у жирних кислотах та милі, а також як стабілізатор кольору та емульсійна добавка у кольорових плівках.