Гидразин-гидрат применяют для удаления кислорода при обработке воды; для защиты от коррозии водяных и паровых циркуляционных трубопроводов (а именно: парогенераторов, систем охлаждения, систем отопления), а также для консервации выведенного из эксплуатации оборудования.

Также гидразин-гидрат используют

• как горючее в топливных элементах;
• для получения чистых металлов (Сu, Ni и др.) из их оксидов и солей;
• в производстве порообразователей (например, бензолсульфонилгидразида), инсектицидов, взрывчатых веществ, регуляторов роста растений (например, гидразида малеиновой кислоты), лекарственных средств (например, гидразида изоникотиновой кислоты);
• в качестве реактива (для обнаружения карбонильных групп, хлоритов и хлоратов);
• для получения промежуточных продуктов и красителей;
• в качестве добавки в стекломассу (для устранения тусклости стекол);
• для очистки промышленных газов от СО₂ и меркаптанов.

Гидразин-гидрат сильно ядовит, является сильным восстановителем, интенсивно окисляется кислородом воздуха до N₂, NH₃, H₂O. Гидразин-гидрат гигроскопичен, на воздухе поглощает углекислоту, с водой и спиртом смешивается в любых соотношениях; в эфире, хлороформе и бензоле не растворяется.