羥胺-O-磺酸（HOSA）是分子式為H3NO4S的無機化合物，由羥胺與發煙硫酸化形成。它是一種白色、水溶性和吸濕性的固體，通常以濃縮的結構式H2NOSO3H表示，盡管它實際上是以齊聚物的形式存在，因此更準確地表示為+H3NOSO3-。它可作為引入胺基（-NH2）的試劑，用于將醛轉化為腈，將脂環酮轉化為內酰胺（環狀酰胺），以及合成各種含氮雜環化合物。制備羥胺-O-磺酸根據實驗室程序，羥胺-O-磺酸可以通過用發煙硫酸（發煙硫酸）處理硫酸羥胺來制備。工業過程也是如此。(nh3oh)2so4+2so3→2h2noso3h+h2so4羥胺的磺化也可以用氯磺酸來實現，其方法首次發表于1925年，并在有機合成中得到了完善。

類似于氨基磺酸（H3N+SO3-），與氨基酸的情況一樣，HOSA在固態下以齊聚物的形式存在。H3N+OSO3-。它類似于一個氨分子的坐標，與一個硫酸基團共價結合。

HOSA在堿性條件下作為親核體，在中性和酸性條件下作為親電體。

它與叔胺反應生成三取代的肼鹽，與吡啶反應生成1-氨基吡啶鹽。從1-氨基吡啶鹽中，可通過酰化作用獲得具有光化學活性的1-N-亞氨基吡啶的酰化物。獲得的1-N-亞氨基吡啶鎓的光化學重排可以高產率地得到1H-1,2-二氮雜卓。用羥胺-O-磺酸對1H-苯并三唑進行N-氨化，得到1-氨基苯并三唑（主要產品）和2-氨基苯并三唑（次要產品）的混合物。從1-氨基苯并三唑中，通過與乙酸鉛（IV）的氧化作用，幾乎可以得到定量的苯，并迅速二聚成聯苯，產率良好。缺電子的雜環，如四唑，可以用羥胺-O-磺酸進行N-胺化，而更缺電子的化合物，如5-硝基四唑，只能與更強的胺化劑，如O-對甲苯磺酰羥胺或O-中甲苯磺酰羥胺反應成氨基化合物，這些化合物被研究作為炸藥。在未被取代的四唑的N-氨基化中，得到了1-氨基和2-氨基四唑的混合物。另外，硫化合物（如硫醚）可以用羥胺-O-磺酸胺化成亞磺酰亞胺（與硫化物等效，但更不穩定），或者磷化合物（如三苯基膦）可以通過中間的硫酸氨基三苯基膦胺胺化成磷酰亞胺。羥胺-O-磺酸與亞磺酸的金屬鹽在醋酸鈉溶液中的反應產生初級磺酰胺，其產率非常高。羥胺-O-磺酸可以分別從羥胺-O-磺酸的羥胺硫酸鹽混合物中原地形成二亞胺，它可以選擇性地氫化共軛多鍵。

與羰基化合物在室溫及以下，羥胺-O-磺酸作為親核體與酮和醛反應，生成相應的肟-O-磺酸或其鹽。醛的肟-O-磺酸在室溫以上消除硫酸后，高產率地反應成腈類。脂肪族酮在類似的條件下提供非常高產的肟，芳烷基酮在貝克曼重排中反應為酰胺。當在酸性條件下（如在濃甲酸的存在下）加熱回流數小時，脂環族酮類反應提供高產的內酰胺。在堿性條件下，在伯胺的存在下，羥胺-O-磺酸與醛和酮（如環己酮）形成二氮雜環胺，這很容易被氧化為更穩定的二氮雜環胺。該反應還可以從簡單的醛和酮中提供取代的氮丙啶，并具有高產量和非對映選擇性。1,2-苯并異噁唑是通過羥胺-O-磺酸對2-羥基苯甲醛的羰基進行親核攻擊，然后環化而有效產生的。1,2-苯并異噁唑是抗精神病藥利培酮和帕利哌酮以及抗驚厥藥唑尼沙胺的結構元素。在一個單鍋反應中，從簡單的4,6-二氯嘧啶-5-甲醛中獲得了產率良好的N-芳基[3,4-d]吡唑類嘧啶。它們可以作為嘌呤類似物用于廣泛的診斷和治療。進一步的反應加入羥胺-O-磺酸后，魯米諾/氯化鈷體系的化學發光會顯著增強。