水合肼是一种无色透明的油状液体，带有淡淡的氨气味。它在潮湿的空气中吸烟，具有很强的碱度和吸湿性。在常压下，肼可与水形成恒沸物（恒沸物中肼的含量约为69％）。工业上通常使用含量为40％-80％的水合肼水溶液或肼盐。水合肼液体以二聚体形式存在，可与水和乙醇混溶，但不溶于乙醚和氯仿。能腐蚀玻璃，橡胶，皮革，软木等，并在高温下分解成N2，NH3和H2。水合肼还原性强，可与卤素，HNO3，KMnO4等反应，吸收空气中的CO2并产生烟雾。

水合肼是强还原剂，是医药，农药，染料，发泡剂，显像剂和抗氧化剂的原料。广泛用作大型锅炉水的脱氧剂。它也用于制造高纯度金属，合成纤维和稀有元素的分离。此外，它还用于制造火箭弹材料和炸药。它也用作分析试剂。用作发泡剂的大多数肼衍生物是偶氮二甲酰胺（AC）和肼甲苯磺酸盐。异烟肼，联苯硫代氨基脲和苯磺酰硫代氨基脲被广泛用作药物衍生物，以及抗精神病药1-异烟碱基-2-异丙基肼，抗癌药醛肼衍生物，抗感染药5-硝基呋喃-亚甲基肼衍生物，抗生素偶氮类头孢菌素，利尿剂用作农药的肼衍生物包括植物生长调节剂马来酰肼衍生物，灭鼠剂二苯肼，杀真菌剂吡唑衍生物和5-硝基呋喃硫代氨基脲，除草剂三唑等。在日本，肼的1/3以上用作锅炉水的脱氧剂，约30％的肝脏（包括水合肼和硫酸肼）用作发泡剂，而10％用作掩蔽剂。