Het is stabiel bij kamertemperatuur en druk, maar vermijdt contact met oxiden en sterke zuren. Het is echter thermisch onstabiel en ontleedt bij 60 graden in vaste vorm en 70 graden in waterige oplossing.
De oplosbaarheid in water is 14% bij 10 graden, 17,4% bij 20 graden en 21,3% bij 30 graden. De waterige oplossing is alkalisch, met een pH van 7,8 voor een oplossing van 0,1 mol·L⁻¹ bij 25 graden. Ammoniumbicarbonaat is chemisch instabiel en ontleedt gemakkelijk bij verhitting. Bij verhitting tot ongeveer 60 graden valt het uiteen in witte rook, bestaande uit 21,5% NH₃, 55,7% CO₂ en 22,8% H₂O. Het kan worden ontleed door heet water, een endotherme reactie. In de aanwezigheid van vocht bij normale druk begint het langzaam te ontleden boven de 36 graden, waarbij ammoniak, kooldioxide en water worden geproduceerd.
