El nitrato de amonio se disuelve en agua con una reacción endotérmica, una reacción química que consume calor en lugar de liberarlo. La temperatura de la solución es inferior a la temperatura de inicio de cualquiera de los componentes químicos. La solubilidad del nitrato de amonio aumenta a medida que aumenta la temperatura del agua.
La reacción endotérmica entre el agua y el nitrato de amonio se utiliza en compresas frías químicas. Cuando se permite que los dos compuestos se mezclen, la reacción disminuye la temperatura circundante. Esto lo hace efectivo para enfriar pequeños contenedores aislados, como refrigeradores y fiambreras.
El nitrato de amonio es capaz de absorber agua del aire a una humedad relativa de 59.4 por ciento. En condiciones más húmedas que esta, absorbe agua hasta que la solución se licua. Esto se puede evitar manteniendo la humedad relativa baja, almacenando nitrato de amonio en un contenedor sellado o combinándolo con otros compuestos químicos.
Además de las aplicaciones que utilizan su reacción con el agua, el nitrato de amonio se usa en fertilizantes y explosivos. El nitrato de amonio es solo moderadamente tóxico y es seguro para usar como fertilizante en cultivos alimenticios. Su principal peligro es su capacidad explosiva y oxidante. Cuando se almacena en grandes cantidades y se detona accidentalmente o se enciende, puede causar daños importantes.