สารละลายเตตราบิวทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟส โดยช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตเพิ่มขึ้น ในเคมีวิเคราะห์ มันทำหน้าที่เป็นสารจับคู่อิออนในโครมาโตกราฟี ช่วยปรับปรุงการแยกและการตรวจจับสารประกอบ สารละลายนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี ซึ่งมี ứng dụngในสารลดแรงตึงผิว ยาฆ่าเชื้อ และน้ำยาปรับผ้านุ่มนอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีพิเศษและเภสัชภัณฑ์ โดยที่ความเป็นเบสที่แรงและความสามารถในการละลายในตัวทำละลายอินทรีย์เป็นข้อได้เปรียบ