Związki kwasu hydroksamowego obejmują głównie dwie główne kategorie: kwasy hydroksamowe i polimeryczne kwasy hydroksamowe. Ta ostatnia kategoria, polimeryczne kwasy hydroksamowe, dzieli się dalej na liniowe polimeryczne kwasy hydroksamowe i żywice chelatujące z kwasem hydroksamowym o trójwymiarowych-wymiarowych-strukturach usieciowanych. Kwasy hydroksamowe występują jako dwa tautomery-postać kwasu hydroksamowego i postać kwasu oksohydroksamowego-i dlatego są również określane jako kwasy oksohydroksamowe lub kwasy izohydroksamowe. Te dwa tautomery współistnieją jednocześnie i są nierozłączne, przy czym zazwyczaj przeważa forma kwasu oksohydroksamowego.
Kwasy hydroksamowe można uznać za pochodne kwasów karboksylowych; w konsekwencji ich kwasowość jest słabsza niż ich odpowiedniki w postaci kwasów karboksylowych. W środowisku kwaśnym kwasy hydroksamowe ulegają łatwej hydrolizie z wytworzeniem hydroksyloaminy i kwasu karboksylowego. Polimeryczne kwasy hydroksamowe zawierają zarówno grupy karbonylowe, jak i oksymowe; w grupach oksymowych atomy tlenu i azotu znajdują się blisko siebie i oba atomy posiadają wolne pary elektronów. Ta cecha strukturalna nadaje polimerowym kwasom hydroksamowym silne właściwości chelatujące. Są zdolne do ulegania reakcjom chelatującym z różnymi jonami metali przejściowych,-takimi jak Pb²⁺, Co²⁺, Ti⁴⁺, La³⁺ i Ta⁵⁺-tworząc stabilne, policykliczne chelaty metali.
Te właściwości związków kwasu hydroksamowego ułatwiają ich szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach. Na przykład kwasy hydroksamowe są wykorzystywane w sektorze farmaceutycznym jako środki przeciwnowotworowe; przy wzbogacaniu utlenionych rud metali służą jako kolektory w procesach flotacji. W metalurgii liniowe polimeryczne kwasy hydroksamowe działają jako flokulanty i środki strącające, podczas gdy polimeryczne kwasy hydroksamowe służą zazwyczaj jako ekstrahenty metali nieżelaznych-, a żywice chelatujące kwas hydroksamowy są stosowane jako adsorbenty.
