ใช้เป็นสารกลางในการสังเคราะห์ตัวปรับสัญญาณรับรู้ nicotinic acetylcholine (nAChR) โดยเฉพาะในการพัฒนาสารประกอบที่มุ่งเป้าไปยังโรคทางระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักในงานวิจัยด้านเกษตรเคมีสำหรับการสร้างยาฆ่าแมลง neonicotinoid ชนิดใหม่ที่มีความเลือกสรรสูงขึ้นและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำลง หน้าที่ของ hydroxylamine ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาคูปริงที่มีประสิทธิภาพ สนับสนุนการดัดแปลงอย่างรวดเร็วในโครงการเคมียารักษาโรค นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมโปรบที่ติดฉลากรังสีสำหรับการศึกษาการจับกับตัวรับ เนื่องจากมีความสัมพันธ์สูงกับเป้าหมายในระบบประสาทส่วนกลาง