ไฮดรอกไซด์ของไตรเมทิลฟีนิลแอมโมเนียมใช้หลัก ๆ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยเฉพาะในการผลิตโฟมโพลียูรีเทน มันเร่งปฏิกิริยาระหว่างไอโซไซยาเนตและโพลีออล เพื่อให้เกิดการก่อตัวของโฟมที่มีประสิทธิภาพพร้อมคุณสมบัติที่ต้องการ เช่น ความยืดหยุ่นและความหนาแน่น

ในเคมีวิเคราะห์ ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟส ช่วยอำนวยความสะดวกในการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบในเฟสต่าง ๆ เช่น น้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้มีคุณค่าในการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนและในกระบวนการพอลิเมอไรเซชันบางชนิด

นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมสารเคมีพิเศษ รวมถึงสารประกอบแอมโมเนียมควอเทอร์นารี ซึ่งใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารลดแรงตึงผิว ยาฆ่าเชื้อ และน้ำยาปรับผ้านุ่ม ความเป็นเบสที่แรงยังทำให้มีประโยชน์ในการดิพรอโตเนชันและเป็นตัวเรย์เอเจนต์ในกระบวนการแปลงสารเคมีต่าง ๆ