在適宜的低濃度下，聚丙烯酰胺溶液可視為網狀結構，鏈間機械的纏結和氫鍵共同形成網狀節點；濃度較高時，由于溶液含有許多鏈一鏈接觸點，使得PAM溶液呈凝膠狀。PAM水溶液與許多能和水互溶的有機物有很好的相容性，對電解質有很好的相容性，對氯化銨、硫酸鈣、硫酸銅、氫氧化鉀、碳酸鈉、硼酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉、氯化鋅、硼酸及磷酸等物質不敏感。聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）單體經自由基引發聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型

聚丙烯酰胺能減少絮凝劑的用量。在達到同等水質的前提下， 聚丙烯酰胺作為助凝劑與其它絮凝劑配合使用， 可以大大降低絮凝劑的使用量； (2) 改善水質。在飲用水處理與工業廢水處理中， 聚丙烯酰胺與無機絮凝劑配合使用， 可明顯改善水質； (3) 提高絮體強度與沉降速度。聚丙烯酰胺形成的絮體強度高， 沉降性能好， 從而提高固液分離速度， 有利于污泥脫水； (4) 循環冷卻系統的防腐與防垢。聚丙烯酰胺的使用可大大減少無機絮凝劑的用量， 從而避免無機物質在設備表面的沉積， 減緩設備的腐蝕與結垢。

聚丙烯酰胺在造紙領域廣泛用作助留劑、助濾劑、均度劑等以提高紙張的質量、料漿脫水性能、細小纖維及填料的留著率，減少原材料消耗及對環境的污染，用作分散劑，可改善紙的均勻度。聚丙烯酰胺在造紙工業中主要應用在兩個方面，一是提高填料、顏料等的存留率以降低原材料的流失和對環境的污染；二是提高紙張的強度。在紙料中加入聚丙烯酰胺，能提高細小纖維和填料粒子在網上的留著率，加速紙料的脫水。聚丙烯酰胺的作用機理是漿料中的顆粒靠電中和或架橋而絮凝得以在濾布上保留下來。絮塊的形成也能使漿料中的水更易濾出，減少了纖維在白水中的流失量，減少環境污染，又有利于提高過濾和沉淀等設備的效率。

聚丙烯酰胺的使用要遵循如下原則：
1、顆粒狀聚丙烯酰胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前先將它溶解于水，用其水溶液去處理污水。
2、溶解顆粒狀聚合物的水應該是干凈（如自來水），不能是污水。常溫的水即可，一般不需要加溫。水溫低于5℃時溶解很慢。水溫提高溶解速度加快，但40℃以上會使聚合物加快降解，影響使用效果。一般自來水都適合于配制聚合物溶液。強酸、強堿、高含鹽的水不適于用來配制。
3、聚合物溶液濃度的選擇，建議為0.1%-0.3%，即1升水中加1g-3g聚合物粉劑。

聚丙烯酰胺在市政污水處理和工業廢水處理領域也扮演著重要的角色。日益嚴格的法規促進了水處理工業的發展，市政污水處理領域不僅未受到金融危機的影響，反而表現出良好的增長勢頭。包括摩洛哥、突尼斯、阿爾及利亞和埃及等國家在內的北非地區出現了新的市政污水處理市場，而其他一些國家，例如沙特阿拉伯和卡塔爾，也正在加大對水處理的私有化投資。在工業廢水處理方面，煤炭開采和熱電站建設提供了的業務空間，而對中水回用技術的日益關注也是一個市場推動因素。

對造紙行業而言，聚丙烯酰胺主要用作紙漿纖維和添加劑的黏結劑，或者用于廢水處理。相對于成熟的歐洲和北美市場，中國、南美、印度和其他亞太市場的增長勢頭令人欣喜。但由于經濟發展趨于平緩和歐洲債務危機的影響，造紙生產增速放緩，阻礙了聚丙烯酰胺市場的發展。另外，造紙行業本身的技術含量不高，市場需求也較為穩定，這也就決定了用于該行業的聚丙烯酰胺所能創造有限的利潤