Asam hidroksamat dapat dibuat melalui reaksi langsung asam karboksilat dengan hidroksilamina. Metode ini biasanya dilakukan dalam kondisi asam atau basa; asam karboksilat menyediakan gugus karbonil, sedangkan hidroksilamina memasok gugus –N–OH, menghasilkan asam hidroksamat melalui reaksi adisi nukleofilik. Secara operasional, penting untuk mengontrol suhu reaksi dan tingkat kelembaban untuk mencegah reaksi samping sekaligus memastikan hasil dan kemurnian produk. Metode lain yang umum digunakan melibatkan reaksi asil halida dengan hidroksilamina. Dalam pendekatan ini, asam karboksilat pertama-tama diubah menjadi asil halida, yang kemudian bereaksi dengan hidroksilamina untuk membentuk asam hidroksamat. Metode ini dicirikan oleh laju reaksi yang lebih cepat, reaksi samping yang lebih sedikit, dan hasil yang lebih tinggi. Dalam industri, metode ini sering diadopsi karena kondisi reaksinya yang ringan dan hasil yang konsisten, sehingga-cocok untuk produksi-skala besar.
Alternatifnya, asam hidroksamat dapat disintesis melalui reaksi ester asam karboksilat dengan hidroksilamina-suatu metode yang juga dikenal sebagai transesterifikasi. Pendekatan ini sangat cocok untuk sistem-yang sensitif terhadap kelembapan, karena pendekatan ini menghindari masalah kelembapan yang berdampak negatif pada hasil produk, yang merupakan potensi kelemahan metode asam karboksilat langsung. Dengan memilih pelarut dan suhu reaksi yang sesuai secara cermat, metode transesterifikasi memungkinkan produksi asam hidroksamat dengan kemurnian tinggi; akibatnya, ini banyak digunakan baik di laboratorium maupun industri kimia.
