Mae'n sefydlog ar dymheredd a gwasgedd ystafell, ond mae'n osgoi cysylltiad ag ocsidau ac asidau cryf. Fodd bynnag, mae'n ansefydlog yn thermol, gan ddadelfennu ar 60 gradd mewn ffurf solet a 70 gradd mewn hydoddiant dyfrllyd.
Y hydoddedd mewn dŵr yw 14% ar 10 gradd, 17.4% ar 20 gradd, a 21.3% ar 30 gradd. Mae ei hydoddiant dyfrllyd yn alcalïaidd, gyda pH o 7.8 ar gyfer hydoddiant 0.1 mol·L⁻¹ ar 25 gradd . Mae amoniwm bicarbonad yn gemegol ansefydlog ac mae'n dadelfennu'n hawdd wrth wresogi. Pan gaiff ei gynhesu i tua 60 gradd, mae'n dadelfennu i fwg gwyn sy'n cynnwys 21.5% NH₃, 55.7% CO₂, a 22.8% H₂O. Gellir ei ddadelfennu gan ddŵr poeth, adwaith endothermig. Ym mhresenoldeb lleithder ar bwysau arferol, mae'n dechrau dadelfennu'n araf uwchlaw 36 gradd, gan gynhyrchu amonia, carbon deuocsid a dŵr.
