Azotan amonu rozpuszcza się w wodzie o reakcji endotermicznej, reakcji chemicznej, która pochłania ciepło, a nie uwalnia. Temperatura roztworu jest niższa niż temperatura początkowa składnika chemicznego. Rozpuszczalność azotanu amonu rośnie wraz ze wzrostem temperatury wody.
Endotermiczna reakcja między wodą a azotanem amonu jest stosowana w chemicznych opakowaniach na zimno. Gdy dwa związki miesza się, reakcja obniża temperaturę otoczenia. Dzięki temu jest on skuteczny w chłodzeniu małych izolowanych pojemników, takich jak chłodnice i pojemniki na lunch.
Azotan amonu jest w stanie absorbować wodę z powietrza przy wilgotności względnej 59,4 procent. W warunkach bardziej wilgotnych niż to, absorbuje wodę, aż roztwór upłynni. Można temu zapobiec, utrzymując niską wilgotność względną, przechowując azotan amonu w zamkniętym pojemniku lub łącząc go z innymi związkami chemicznymi.
Oprócz zastosowań, które wykorzystują swoją reakcję z wodą, azotan amonu jest używany w nawozach i materiałach wybuchowych. Azotan amonu jest tylko umiarkowanie toksyczny i jest bezpieczny w użyciu jako nawóz w uprawach spożywczych. Jego głównym zagrożeniem są jego zdolności wybuchowe i utleniające. Podczas przechowywania w dużych ilościach i przypadkowo detonowane lub zapalone, może spowodować znaczne szkody.
