ทริโบรโมมีเทนใช้หลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการนำอะตอมโบรมีนเข้าไปในโมเลกุล ทำหน้าที่เป็นสารเติมโบรมีนในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ โดยเฉพาะในการผลิตยาและสารเคมีเกษตร ในห้องปฏิบัติการ ใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับปฏิกิริยาเฉพาะเนื่องจากความสามารถในการละลายสารอินทรีย์หลากหลาย นอกจากนี้ ในอดีตทริโบรโมมีเทนถูกใช้เป็นสารกันไฟและในการผลิตสีย้อม อย่างไรก็ตาม การใช้งานลดลงในบางด้านเนื่องจากปัญหาสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ บางครั้งยังใช้ในงานวิจัยทางชีวเคมีหรือเภสัชวิทยาเพื่อศึกษาปฏิกิริยาของสารกับระบบชีวภาพ