ไตรเมทิลอะซิติลคลอไรด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะสำหรับการนำกลุ่มพิวาโลอิลเข้าไปในโมเลกุล มักใช้ในการอะซิเลชันของแอลกอฮอล์ อะมีน และนิวคลีโอไฟล์อื่นๆ เพื่อผลิตเอสเทอร์ อะไมด์ และอนุพันธ์อื่นๆ สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมสำหรับการสังเคราะห์ส่วนประกอบยาสำคัญ (APIs) เนื่องจากความสามารถในการเพิ่มความเสถียรและการดูดซึมทางชีวภาพของโมเลกุลยา นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการผลิตสารเคมีเกษตร ซึ่งช่วยสร้างยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืชที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ในเคมีโพลิเมอร์ ไตรเมทิลอะซิติลคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นสารปรับแต่งเพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของโพลิเมอร์ เช่น เพิ่มความเสถียรทางความร้อนหรือเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลาย บทบาทของมันในฐานะกลุ่มปกป้องระหว่างการสังเคราะห์หลายขั้นตอนที่ซับซ้อนก็สำคัญยิ่ง เนื่องจากช่วยป้องกันปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ในตำแหน่งเฉพาะของโมเลกุล