Lorsqu'il est chauffé, le chlorure d'ammonium se décompose en ammoniac et en chlorure d'hydrogène. L'effet visible de cette réaction est que le composé semble se sublimer à l'état gazeux. Lorsque les gaz se refroidissent, ils cristallisent dans leur état d'origine : du chlorure d'ammonium solide.
Le chlorure d'ammonium est appelé sal ammoniac lorsqu'il est trouvé dans la nature. Il se forme près des décharges de charbon en feu et sur les roches volcaniques lorsque l'ammoniac gazeux et le chlorure d'hydrogène se refroidissent et se cristallisent. Le chlorure d'ammonium produit en laboratoire n'utilise pas ce procédé ; à la place, l'ammoniac et le chlorure d'hydrogène ou l'acide chlorhydrique sont combinés directement.
Le chlorure d'ammonium est soluble dans l'eau et est légèrement acide en solution. En plus de sa solubilité dans l'eau, il est soluble dans l'ammoniac, l'acétone, l'alcool et l'hydrazine. C'est un solide inodore qui ne fond pas.
Sa principale utilisation commerciale est dans les engrais, en particulier comme engrais pour le riz au Japon. Il est également utilisé dans la ferronnerie comme fondant à souder, dans les médicaments contre la toux comme expectorant, dans les feux d'artifice pour rehausser les couleurs bleues et vertes, et comme additif alimentaire. Lorsqu'il est utilisé comme additif alimentaire, le chlorure d'ammonium est étiqueté comme « sel ammoniac » ou additif E510. Il est approuvé comme additif de cuisson et arôme de réglisse. E510 est utilisé comme régulateur d'acidité, exhausteur de goût et comme nutriment pour la levure dans les produits fermentés à la levure tels que le pain.