ไอโอไดด์ของไตรเมทิลฟีนิลแอมโมเนียม ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส (phase-transfer catalyst) ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยช่วยถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตเพิ่มขึ้น สารนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในปฏิกิริยาอัลคิลเลชันและการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมไอออนิกเหลว ซึ่งนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงทางเคมีไฟฟ้าและเคมีสีเขียว บทบาทในเคมีโพลิเมอร์ก็เด่นชัด โดยช่วยในการสังเคราะห์โพลิเมอร์และคอโพลิเมอร์เฉพาะ นอกจากนั้น ยังใช้ในเคมีวิเคราะห์เป็นตัวเร่งตรวจจับและวัดปริมาณสารบางชนิด