ไตรเมทิลเอมีน ไฮโดรคลอไรด์ ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารเคมีและตัวเร่งปฏิกิริยา มันมีบทบาทสำคัญในการผลิตสารประกอบแอมโมเนียมควอเทอร์นารี ซึ่งจำเป็นสำหรับน้ำยาปรับผ้านุ่ม สารลดแรงตึงผิว และสารฆ่าเชื้อ ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม มันทำหน้าที่เป็นสารกลางในการสังเคราะห์ยาต่างๆ รวมถึงยาต้านฮิสตามีนและยาต้านโคลินเออร์จิก นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการผลิตเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ซึ่งสำคัญสำหรับกระบวนการทำให้น้ำบริสุทธิ์ การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงอุตสาหกรรมอาหาร ที่ซึ่งมันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับโคลีนคลอไรด์ สารอาหารที่สำคัญในอาหารสัตว์