硫酸铵晶体的结构
宏观上看，硫酸铵是白色结晶性粉末，水溶液呈酸性，不溶于醇、丙酮和氨水。有吸湿性，吸湿后固结成块。加热到513℃以上完全分解成氨气、氮气、二氧化硫及水。与碱类反应放出氨气。与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀。可使蛋白质发生盐析。
硫酸铵可用作优良氮肥（俗称肥田粉），适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥。
与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝作用生成铵明矾，与硼酸等一起制造耐火材料。加入电镀液中能增加导电性。也是食品酱色的催化剂，鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源，酸性染料染色助染剂，皮革脱灰剂。还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。
开采稀土。开采以硫酸铵作原料，采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，再收集浸出液除杂、沉淀、压榨、灼烧即成稀土原矿。
用于蛋白纯化工艺方面。硫酸铵属于惰性物质，不易与其他生物活性物质发生反应，在纯化过程中能最大程度地保护蛋白活性。另外，硫酸铵的可溶性极好，能形成高盐环境，对于蛋白沉淀与后续的高盐纯化做准备。
