Hexadecyltrimethylammonium hexafluorophosphate ใช้หลักเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยช่วยถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่สามารถผสมกันได้ ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิต สารประกอบนี้มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับไอออน เช่น การแทนที่นิวคลีโอฟิลิกและการพอลิเมอไรเซชัน นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการเตรียมไอออนิกเหลว ซึ่งใช้เป็นตัวทำละลายในกระบวนการเคมีต่าง ๆ เนื่องจากมีจุดเดือดสูง ความผันผวนต่ำ และความเสถียรทางความร้อนสูง ประโยชน์ของสารนี้ยังขยายไปสู่สาขาไฟฟ้าเคมี โดยทำหน้าที่เป็นสารเติมในอิเล็กโทรไลต์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุ ในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ สารนี้ถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์นาโนอนุภาคและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อให้คุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความกันน้ำหรือการนำไฟฟ้า