Tetrabutylammonium hydroxide ใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟสในการสังเคราะห์อินทรีย์ เพื่ออำนวยความสะดวกในการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบในเฟสที่แตกต่างกัน เช่น ชั้นน้ำและชั้นอินทรีย์ มันมีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก โดยเพิ่มปฏิกิริยาของไอออนลบในตัวทำละลายอินทรีย์ ในเคมีวิเคราะห์ มันทำหน้าที่เป็นสารจับคู่อิออนในโครมาโทกรา�ฟี เพื่อปรับปรุงการแยกสารประกอบไอออน นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมซิโลเซนและสารประกอบออร์แกโนซิลิคอนอื่นๆ โดยทำหน้าที่เป็นเบสที่แรง การใช้งานในด้านไฟฟ้าเคมีรวมถึงการเป็นสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่และเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน