Es ist bei Raumtemperatur und -druck stabil, vermeidet jedoch den Kontakt mit Oxiden und starken Säuren. Es ist jedoch thermisch instabil und zersetzt sich in fester Form bei 60 Grad und in wässriger Lösung bei 70 Grad.
Die Löslichkeit in Wasser beträgt 14 % bei 10 Grad, 17,4 % bei 20 Grad und 21,3 % bei 30 Grad. Seine wässrige Lösung ist alkalisch, mit einem pH-Wert von 7,8 für eine 0,1 mol·L⁻¹-Lösung bei 25 Grad. Ammoniumbicarbonat ist chemisch instabil und zersetzt sich beim Erhitzen leicht. Beim Erhitzen auf etwa 60 Grad zerfällt es in weißen Rauch, der aus 21,5 % NH₃, 55,7 % CO₂ und 22,8 % H₂O besteht. Es kann durch heißes Wasser zersetzt werden, eine endotherme Reaktion. In Gegenwart von Feuchtigkeit bei Normaldruck beginnt es sich oberhalb von 36 Grad langsam zu zersetzen und dabei Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser zu erzeugen.
