La metenamina viene prodotta facendo reagire la formaldeide con l'ammoniaca. La reazione avviene in fase gassosa e in soluzione. La molecola ha una struttura a gabbia con simmetria tetraedrica, simile all'adamantano, i cui quattro "angoli" sono atomi di azoto e i "bordi" sono ponti metilenici (-CH2-). Sebbene la forma molecolare definisca una gabbia, nessuno spazio vuoto è disponibile all'interno per un legame con altri atomi o molecole, a differenza degli eteri corona o criptandi di maggiori dimensioni. La molecola si comporta come una base amminica, subendo protonazione e N-alchilazione. La nitrazione dell'esammina, cioè quando viene fatta reagire con l'acido nitrico, comporta la formazione di uno degli esplosivi più utilizzati e conosciuti nel campo militare, il ciclotrimetilentrinitroammina detto anche RDX. Può anche essere fatta reagire con il perossido di idrogeno, con acido citrico o acido solforico diluito come catalizzatori, per formare esametilene triperossido diammina, un composto organico altamente esplosivo, sintetizzato per la prima volta nel 1885, detto anche HMTD. La formaldeide reagisce con l'acetaldeide, con l'esammina e con il pentaeritrolo in presenza di idrossido di calcio. Con questo metodo viene prodotto un altro tipo di esplosivo particolarmente conosciuto dai fochini per la costruzione di detonatori, il pentaeritrolo tetranitrato conosciuto anche come PETN.