Il nitrato di ammonio si dissolve in acqua con una reazione endotermica, una reazione chimica che consuma calore anziché rilasciarlo. La temperatura della soluzione è inferiore alla temperatura iniziale di entrambi i componenti chimici. La solubilità del nitrato di ammonio aumenta all'aumentare della temperatura dell'acqua.
La reazione endotermica tra acqua e nitrato di ammonio è utilizzata in confezioni fredde chimiche. Quando i due composti sono autorizzati a miscelare, la reazione abbassa la temperatura circostante. Ciò lo rende efficace nel raffreddamento di piccoli contenitori isolati come refrigeratori e scatole per il pranzo.
Il nitrato di ammonio è in grado di assorbire l'acqua dall'aria con un'umidità relativa del 59,4 percento. In condizioni più umide, assorbe acqua finché la soluzione non si liquefa. Questo può essere evitato mantenendo bassa l'umidità relativa, conservando il nitrato di ammonio in un contenitore sigillato o combinandolo con altri composti chimici.
Oltre alle applicazioni che utilizzano la sua reazione con l'acqua, il nitrato di ammonio è utilizzato in fertilizzanti ed esplosivi. Il nitrato di ammonio è solo moderatamente tossico ed è sicuro da usare come fertilizzante sulle colture alimentari. Il suo principale pericolo è la sua capacità esplosiva e ossidante. Se immagazzinato in grandi quantità e accidentalmente fatto detonare o incendiato, è in grado di provocare danni significativi.