เตตราบิวทิลแอมโมเนียมไนเตรต ใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาถ่ายโอนเฟสในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ช่วยในการถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่สามารถผสมกันได้ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกและการอัลคิลเลชัน นอกจากนี้ยังใช้ในงานศึกษาทางไฟฟ้าเคมีเป็นสารเติมแต่งในอิเล็กโทรไลต์เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าและความเสถียรในระบบแบตเตอรี่ต่างๆ อีกทั้งยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งในการเตรียมไอออนิกเหลวและในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ไอออนไนเตรตสามารถทำหน้าที่เป็นสารออกซิเดชันอ่อนๆ ได้ บทบาทในเคมีวิเคราะห์รวมถึงการใช้เป็นคาวน์เตอร์ไอออนในโครมาโทกราฟีแบบไอออนเพียร์สำหรับการแยกและวิเคราะห์ส่วนผสมที่ซับซ้อน