Amoni sulfat bị phân hủy khi đun nóng trên 250   °C, tạo thành amoni bisulfate. Làm nóng ở nhiệt độ cao hơn dẫn đến phân hủy thành amonia, nitơ, lưu huỳnh điôxit và nước.[15]

Là một muối của axit mạnh (H2SO4) và base yếu (NH3), dung dịch của nó có tính axit; pH của dung dịch 0,1 M là 5,5. Trong dung dịch nước, các phản ứng là các ion NH4 + và SO4−2.

Amoni sunfat tạo thành nhiều muối kép (amoni kim loại sunfat) khi dung dịch của nó được trộn với các dung dịch cân bằng của sunfat kim loại và dung dịch bị bay hơi chậm. Với các ion kim loại hóa trị ba, các alum như FerricAmoni sunfat được hình thành. Các sulfat kim loại kép bao gồmAmoni cobaltous sulfate, sắt diammonium sulfate,Amoni niken sulfate được gọi là muối Tutton vàAmoni ceric sulfate.[2] Các sunfat kép khan của amoni cũng xảy ra trong họ Langbeinites.