Amoni nitrat hòa tan trong nước bằng phản ứng thu nhiệt, một phản ứng hóa học tiêu thụ nhiệt hơn là giải phóng nó. Nhiệt độ của dung dịch thấp hơn nhiệt độ ban đầu của một trong hai thành phần hóa học. Độ hòa tan của amoni nitrat tăng khi nhiệt độ nước tăng.
Phản ứng thu nhiệt giữa nước và amoni nitrat được sử dụng trong các túi lạnh hóa học. Khi hai hợp chất được phép trộn lẫn, phản ứng làm giảm nhiệt độ xung quanh. Điều này làm cho nó hiệu quả trong việc làm mát các vật chứa cách nhiệt nhỏ như tủ mát và hộp cơm trưa.
Amoni nitrat có khả năng hấp thụ nước từ không khí ở độ ẩm tương đối là 59,4 phần trăm. Trong điều kiện ẩm ướt hơn, nó hấp thụ nước cho đến khi dung dịch hóa lỏng. Điều này có thể được ngăn chặn bằng cách giữ độ ẩm tương đối thấp, bảo quản amoni nitrat trong hộp kín hoặc kết hợp nó với các hợp chất hóa học khác.
Ngoài các ứng dụng sử dụng phản ứng của nó với nước, amoni nitrat còn được sử dụng trong phân bón và chất nổ. Amoni nitrat chỉ độc vừa phải, và an toàn để sử dụng làm phân bón cho cây lương thực. Nguy cơ chính của nó là khả năng gây nổ và oxy hóa. Khi được cất giữ với số lượng lớn và vô tình phát nổ hoặc bắt lửa, nó có khả năng gây ra thiệt hại đáng kể.