白色棱柱状晶体，熔点90℃，沸点206～210℃，溶于水、乙醇、醚、甲醇。是制造己内酰胺的重要中间产物，世界上95%以上的己内酰胺均经过环己酮肟来生产。工业上，环己酮肟可通过羟胺肟化法、光催化环己烷亚硝化法、氨肟化法生产。

环己酮肟的传统主流生产工艺。通过环己酮与某种羟胺盐反应制备环己酮肟，根据羟胺盐制备过程的不同，可分为硫酸羟胺法、一氧化氮还原法、磷酸羟胺法，其中磷酸羟胺法的应用最普遍。羟胺盐都是先将氨燃烧制成氮氧化物或其盐，再经还原（如加氢等）而得，四步反应中使用五种催化剂，且反应选择性低，氨的利用率不足60%。羟胺肟化法不仅生产流程长、工艺复杂、条件苛刻、设备投资高，且因产生或使用NO_x和（或）SO_x等存在较严重的腐蚀和污染问题。磷酸羟胺法主反应方程式如下所示：

NO₃^-+2H⁺+3H₂→NH₃OH⁺+2H₂O

在光催化下，环己烷与亚硝酰氯反应制得环己酮肟盐酸盐。该方法的原材料来源广泛，工艺简单，但光化学反应的光源采用大功率高压汞灯，耗电量大，且设备腐蚀严重。

20世纪80年代，意大利埃尼化学公司研制了钛硅分子筛（TS-1）新型催化材料，在其催化下，环己酮与氨、过氧化氢发生氨肟化反应，一步、高选择性地制备环己酮肟，反应温度约为80℃、压力约为0.3兆帕；环己酮转化率不低于99.9%，环己酮肟选择性不低于99.3%，副产物主要为水。

该方法过程简单，条件温和，投资低，三废少，不产生或使用NO_x和（或）SO_x，环境友好。意大利埃尼化学公司采用TS-1分子筛成型催化剂，开发了两釜或多釜串联环己酮氨肟化工艺；与此同时，中国石油化工集团有限公司采用具有空心结构的新型TS-1分子筛原粉为催化剂，开发了单釜连续淤浆床反应-膜分离组合环己酮氨肟化工艺，两者均于2003年成功实现工业化生产。环己酮氨肟化工艺已代替传统的羟胺肟化法，成为新建环己酮肟进而生产己内酰胺工业装置的首选工艺。