Asid hidroksamik boleh disediakan melalui tindak balas langsung asid karboksilik dengan hidroksilamin. Kaedah ini biasanya dijalankan dalam keadaan berasid atau asas; asid karboksilik menyediakan kumpulan karbonil, manakala hidroksilamin membekalkan bahagian –N–OH, menghasilkan asid hidroksamik melalui tindak balas penambahan nukleofilik. Secara operasi, adalah perlu untuk mengawal suhu tindak balas dan tahap lembapan untuk mengelakkan tindak balas sampingan sambil memastikan hasil dan ketulenan produk. Kaedah lain yang biasa digunakan melibatkan tindak balas asil halida dengan hidroksilamin. Dalam pendekatan ini, asid karboksilik mula-mula ditukar menjadi asil halida, yang kemudiannya bertindak balas dengan hidroksilamin untuk membentuk asid hidroksamik. Kaedah ini dicirikan oleh kadar tindak balas yang lebih cepat, tindak balas sampingan yang lebih sedikit, dan hasil yang lebih tinggi. Dari segi industri, kaedah ini kerap diguna pakai kerana keadaan tindak balasnya yang sederhana dan hasil yang konsisten, menjadikannya sangat-sesuai untuk pengeluaran-skala besar.
Sebagai alternatif, asid hidroksamik boleh disintesis melalui tindak balas ester asid karboksilik dengan hidroksilamin-kaedah yang juga dikenali sebagai transesterifikasi. Pendekatan ini amat sesuai untuk sistem sensitif-lembapan, kerana ia mengelakkan isu kelembapan yang memberi kesan negatif kepada hasil produk, potensi kelemahan kaedah asid karboksilik langsung. Dengan memilih pelarut dan suhu tindak balas yang sesuai dengan teliti, kaedah transesterifikasi membolehkan penghasilan-asid hidroksamik ketulenan tinggi; akibatnya, ia digunakan secara meluas dalam kedua-dua tetapan makmal dan industri kimia halus.
