โซเดียมเทิร์ต-เพนทอกไซด์ใช้หลักๆ เป็นเบสที่แรงในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในปฏิกิริยาเดพรอโตเนชัน ซึ่งช่วยในการกำจัดโปรตอนจากสารประกอบกรดอ่อน ส่งผลให้เกิดคาร์บาไนออน ความสามารถนี้ทำให้มีคุณค่าในการเตรียมโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน รวมถึงยาและเคมีภัณฑ์ละเอียด นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวเรย์เจนต์ในกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน ช่วยในการผลิตพอลิเมอร์บางประเภท ความเป็นเบสที่แรงยังทำให้มีประโยชน์ในการสังเคราะห์เคมีภัณฑ์พิเศษและสารกลาง ซึ่งต้องการการควบคุมสภาวะปฏิกิริยาอย่างแม่นยำ