สารละลายไตรเมทิลเอมีนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการอุตสาหกรรมและเคมีต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการผลิตโคลีนคลอไรด์ ซึ่งเป็นสารอาหารจำเป็นในอาหารสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตสารประกอบแอมโมเนียมไตรเทอร์นารี ซึ่งมีความสำคัญในการผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อ สารลดแรงตึงผิว และน้ำยาปรับผ้านุ่ม ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม สารละลายไตรเมทิลเอมีนถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์ยาบางชนิด นอกจากนี้ยังนำมาใช้ในกระบวนการบำบัดน้ำ โดยทำหน้าที่เป็นสารปรับกลางให้กับส่วนประกอบที่เป็นกรด ยิ่งไปกว่านั้น ยังใช้ในการสังเคราะห์สารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร บทบาทของมันในการผลิตเรซินสำหรับแลกเปลี่ยนไอออนมีความสำคัญต่อการบำบัดน้ำและกระบวนการแยกสารเคมี