Hydroksamsyreforbindelser omfatter primært to hovedkategorier: hydroksamsyrer og polymere hydroksamsyrer. Den sistnevnte kategorien, polymere hydroksamsyrer, deles videre inn i lineære polymere hydroksamsyrer og hydroksamsyrechelaterende harpikser med tre-dimensjonale tverrbundne strukturer. Hydroksamsyrer eksisterer som to tautomerer-hydroksamsyreformen og oksohydroksamsyreformen-og blir derfor også referert til som oksohydroksamsyrer eller isohydroksamsyrer. Disse to tautomerene eksisterer samtidig og er uadskillelige, med oksohydroksamsyreformen som typisk dominerer.
Hydroksamsyrer kan betraktes som derivater av karboksylsyrer; følgelig er surheten deres svakere enn den til deres tilsvarende karboksylsyre-motstykker. I sure medier gjennomgår hydroksamsyrer lett hydrolyse for å gi hydroksylamin og en karboksylsyre. Polymere hydroksamsyrer inneholder både karbonyl- og oksimgrupper; innenfor oksimgruppene er oksygen- og nitrogenatomene plassert i umiddelbar nærhet av hverandre, og begge atomene har ensomme elektronpar. Denne strukturelle egenskapen gir polymere hydroksamsyrer kraftige chelaterende egenskaper. De er i stand til å gjennomgå cheleringsreaksjoner med forskjellige overgangsmetallioner-som Pb²⁺, Co²⁺, Ti⁴⁺, La³⁺ og Ta⁵⁺- for å danne stabile, polysykliske metallchelater.
Disse egenskapene til hydroksamsyreforbindelser letter deres utbredte anvendelse på en rekke felt. For eksempel brukes hydroksamsyrer i den farmasøytiske sektoren som antitumormidler; i utvinningen av oksiderte metallmalmer tjener de som samlere i flotasjonsprosesser. Innen metallurgi fungerer lineære polymere hydroksamsyrer som flokkuleringsmidler og utfellingsmidler, mens polymere hydroksamsyrer generelt tjener som ekstraksjonsmidler for ikke--jernholdige metaller, og hydroksamsyre-chelaterende harpikser brukes som adsorbenter.
