N,O-Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide ร่วมกับ trimethylchlorosilane ใช้หลักๆ เป็นสาร derivatization ในก๊าซโครมาโทกราฟี (GC) และสเปกโตรเมตรีมวลสาร (MS) สำหรับการวิเคราะห์สารประกอบที่มีไฮโดรเจนออกฤทธิ์ เช่น แอลกอฮอล์ ฟีนอล กรดคาร์บอกซิลิก และอะมีน สารนี้แปลงสารประกอบเหล่านี้ให้เป็นอนุพันธ์ trimethylsilyl ซึ่งเพิ่มความระเหยและความเสถียรทางความร้อน ช่วยปรับปรุงการตรวจจับและการแยกในเทคนิควิเคราะห์ ใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยเภสัชกรรม สิ่งแวดล้อม และชีวเคมี เพื่อการระบุและวัดปริมาณโมเลกุลอินทรีย์ซับซ้อนอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบออร์กาโนซิลิคอน และเป็นสารเคมีในออร์กานิกเคมีสำหรับปกป้องกลุ่มฟังก์ชันระหว่างปฏิกิริยาเคมี