氯胺可以透过氨与次氯酸根反应生成，此反应必须在弱碱性 (pH 8.5–11)的环境下进行：
1. 生成一氯胺（限速反应）
$ NH_3+HClO\rightleftharpoons NH_2Cl +H_2O $ 一氯胺具有弱致突变性，紧接着是两步双分子亲核取代反应：
2. 生成二氯胺
$ NH_2Cl+HClO\rightleftharpoons NHCl_2 +H_2O $
二氯胺可溶，但在水中不稳定。二氯胺也有微弱毒性。
3. 生成三氯胺（三氯化氮）
$ NHCl_2+HClO\rightleftharpoons NCl_3 +H_2O $
三氯胺也有毒性，碱性环境下生成极少（碱性和中性环境下生成极少，pH<4.5时才可显著生成）
以上三步可以合并理解为：
$ NCl_3+ 3H_2O\rightleftharpoons NH_3 + 3HClO $
伴随的反应举例1：三氯化氮氧化次氯酸盐，产生二氧化氯
$ NCl_3+6ClO_2^-+3H_2O\xlongequal[]{} 6ClO_2+3Cl^-+3OH^-+NH_3 $ 伴随的反应举例2：二氧化氯碱性环境下发生岐化反应，分解成次氯酸盐 、氯酸盐
$ 2ClO_2+ 2OH^- \xlongequal[]{震动或光照}ClO_2^- + ClO_3^-+H_2O $ 三氯胺易分解，并逃逸到空气中：
$ 2NCl_3 \xlongequal[]{震动或光照} N_2\uparrow+3Cl_2 $ 分析：不过由于碱性环境下，三氯氨生成极少，因此这一步实质上发生极少。此时可结合吹脱法进行氮元素的去除，而且碱性环境下氨气分子更容易被吹脱出去。