Υδροχλωρική υδροξυλαμίνη χρησιμοποιείται στην οργανική σύνθεση για την παρασκευή οξίμων και υδροξαμικών οξέων από καρβοξυλικά οξέα, Ν- και Ο-υποκατεστημένες υδροξυαμίνες και αντιδράσεις προσθήκης διπλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα.

Κατά τη διάρκεια της μεθόδου ακετυλοβρωμιδίου εξαγωγής λιγνίνης από λιγνοκυτταρίνη βιομάζας, Υδροχλωρική υδροξυλαμίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση του βρωμίου και του πολυβρωμιδίου από το διάλυμα.

Στις επιφανειακές θεραπείες, χρησιμοποιείται για την παρασκευή αντιγηραντικών παραγόντων, αναστολέων διάβρωσης και καθαριστικών πρόσθετων. Είναι επίσης ένα αρχικό υλικό για την κατασκευή φαρμακευτικών και αγροχημικών. 

Στη βιομηχανία καουτσούκ και πλαστικών, είναι ένα αντιοξειδωτικό, επιταχυντής βουλκανισμού και καθαριστής ριζών.

Χρησιμοποιείται επίσης ως σταθεροποιητικό για βαφές υφασμάτων, βοηθητικό σε ορισμένες διαδικασίες βαφής, ως βοήθημα εκχύλισης μετάλλων και επίπλευσης, ως αντιοξειδωτικό σε λιπαρά οξέα και σαπούνια, και ως σταθεροποιητής χρώματος και πρόσθετο γαλακτώματος σε έγχρωμες μεμβράνες.