Trimethylphenylammonium chloride ใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟสในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยช่วยอำนวยความสะดวกในการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารตั้งต้นในเฟสที่แตกต่างกัน เช่น ชั้นน้ำและชั้นอินทรีย์ มันมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก โดยเพิ่มการถ่ายโอนไอออนลบจากเฟสนํ้าไปยังเฟสอินทรีย์ นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการสังเคราะห์ยา สารเคมีทางการเกษตร และสารเคมีพิเศษ โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและผลผลิตของปฏิกิริยา ในการผลิตโพลิเมอร์ มันทำหน้าที่เป็นตัวเร่งหรือตัวเร่งร่วม ช่วยในการผลิตโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ บทบาทในงานไฟฟ้าเคมีก็สำคัญเช่นกัน โดยทำหน้าที่เป็นสารเติมในอิเล็กโทรไลต์เพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความเสถียรในระบบแบตเตอรี่บางชนิด