เทตระออกทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบถ่ายโอนเฟสในสังเคราะห์อินทรีย์ มันช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตเพิ่มขึ้นในกระบวนการเช่น การแทนที่นิวคลีโอฟิลิกและการอัลคิเลชัน

ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม มันมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อน ทำให้สามารถผลิตส่วนประกอบยาสำคัญทางเภสัชกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความสามารถในการทำให้อิมัลชันคงตัวทำให้มันมีคุณค่าในการจัดทำระบบการนำยาในรูปแบบต่าง ๆ

สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีพิเศษ โดยช่วยในการสังเคราะห์สารลดแรงตึงผิว สีย้อม และโพลิเมอร์ การประยุกต์ใช้ของมันขยายไปถึงอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ โดยใช้ในการเตรียมโพลิเมอร์นำไฟฟ้าและวัสดุขั้นสูงอื่น ๆ

นอกจากนี้ เทตระออกทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ยังถูกใช้ในเคมีวิเคราะห์เป็นสารจับคู่อิออน ช่วยปรับปรุงการแยกและตรวจจับสารประกอบไอออนิกในเทคนิคโครมาโทกราฟี ความหลากหลายและประสิทธิภาพของมันทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและการวิจัยที่หลากหลาย