เทตราเมทิลแอมโมเนียม p-โทลูอีนซัลโฟเนต ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟส (phase-transfer catalyst) ซึ่งช่วยถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตเพิ่มขึ้น สารนี้มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษในปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก การเอสเทอริฟิเคชัน และปฏิกิริยาที่สร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนหรือคาร์บอน-เฮเทอโรอะตอม นอกจากนี้ ยังนำไปใช้ในการเตรียมไอออนิกเหลว ซึ่งถูกนำไปใช้ในกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีต่างๆ รวมถึงเป็นสารเติมแต่งในอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่และอุปกรณ์เก็บพลังงาน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำไอออนและความเสถียรทางความร้อน ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ยังช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ บทบาทในการเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาทำให้มีคุณค่าทั้งในงานวิจัยทางวิชาการและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม