เตตราบิวทิลแอมโมเนียมบราไมด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สารนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่สามารถผสมกันได้ เพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิต สารประกอบนี้มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก โดยช่วยในการถ่ายโอนไอออนลบจากเฟสน้ำไปยังเฟสอินทรีย์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมไอออนิกเหลวและในการสังเคราะห์ยา ซึ่งช่วยในการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน นอกจากนั้น ยังมีการประยุกต์ใช้ในการทำให้โปรตีนและกรดนิวคลีอิกบริสุทธิ์ โดยทำหน้าที่เป็นสาร стабилизаторในระหว่างกระบวนการสกัดและแยก