聚丙烯酰胺阳离子主要用于城市污水处理厂的污泥脱水，如粮食酒精废水、造纸废水、啤酒废水、味精厂废水、制糖废水、高有机物含量废水、饮料废水、纺织印染废水等。此外，阳离子PAM还可用作油田化学添加剂，如黏土防膨剂、油田酸化增稠剂和造纸增强剂。
阴离子聚丙烯酰胺主要用于处理主要由无机固体组成的中性悬浮液。在采矿中，它用于洗煤水和浮选尾矿的澄清、精煤过滤、尾矿(矿渣)脱水、浮选尾矿澄清、精矿浓缩和过滤、钾碱热溶液和浮选处理溶液的澄清、萤石和重晶石浮选尾矿的澄清、盐加工中原盐水和污泥脱水的澄清以及磷矿回收水的处理。在铸造和金属制造工业中，它用于净化平炉煤气的洗涤水、粉末冶金厂和酸洗厂的废水以及电解液和电镀废液。
非离子聚丙烯酰胺可用作纺织工业的助剂。加入其他化学物质后，可制成纺织上浆用化学浆料，以提高粘合性、渗透性和退浆性能，使织物抗静电，降低上浆率，减少捻度、断头和落物。非离子聚丙烯酰胺主要用作污水处理剂，适用于酸性悬浮液，最适合用作絮凝剂。此时，PAM起到吸附架桥的作用，使悬浮颗粒絮凝沉淀，从而达到净化水的目的。
阳离子聚丙烯酰胺是最常用的污泥脱水剂，其离子度是经过选择的。对于要脱水的污泥，可以通过小实验筛选不同离子度的絮凝剂，选择最合适的聚丙烯酰胺，以获得最佳的絮凝效果，并且可以减少用量，节约成本。
当絮体较小时，排水速度会受到影响；当絮体太大时，絮体会与更多的水结合，降低泥饼的程度。絮凝物的大小可以通过选择聚丙烯酰胺的分子量来调节。
絮凝物应该是稳定的，不会在剪切下破裂。提高聚丙烯酰胺的分子量或选择合适的分子结构有助于提高絮体的稳定性。
聚丙烯酰胺应在脱水设备中与污泥有足够的反应时间，以允许絮凝。此外，聚丙烯酰胺的溶液粘度必须合适，通常为5%。聚丙烯酰胺溶液的粘度与其分子量和制剂浓度有关。
聚丙烯酰胺产品只有完全溶解，才能充分发挥其优良的絮凝作用。水温高时，溶解速率会增加，但不会超过60。如果水温过高，会引起自然降解或其他反应，而当水温较低时，溶解速率会变慢，当水温低于5时，溶解速率会在60分钟以内。还需要搅拌速度。聚丙烯酰胺水溶液为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而降低。在非常低的剪切速率下，粘度与剪切速率无关，不会改变。当剪切速率增加到一定值以上时，粘度明显降低，即剪切变薄。适合阳离子，阴离子通常用于水处理
阴离子聚丙烯酰胺是工业废水处理中最常见的一种，其负电荷基团通常由弱酸性羧酸基团和强酸性磺酸基团等组成。其在废水中产生多个带正电的胶体颗粒以形成桥接吸附，使得废水中的悬浮颗粒能够快速聚集在一起。