เอทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมไอโอไดด์ถูกใช้เป็นหลักในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส (phase transfer catalyst) ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน เช่น ชั้นน้ำและชั้นอินทรีย์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้ในการเตรียมสารประกอบแอมโมเนียมไคเวอร์นารี ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตสารลดแรงตึงผิว น้ำยาฆ่าเชื้อ และน้ำยาปรับอ่อนนุ่มผ้า นอกจากนั้น สารนี้ยังมีบทบาทในการสังเคราะห์ของเหลวไอออนิก (ionic liquids) ซึ่งถูกใช้เป็นตัวทำละลายในกระบวนการเคมีต่างๆ เนื่องจากมีจุดเดือดต่ำและความเสถียรทางความร้อนสูง ในชีวเคมี สารนี้ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการปรับเปลี่ยนโปรตีนและการศึกษาเกี่ยวกับกลไกของเอนไซม์ นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการพัฒนายาเภสัชภัณฑ์บางชนิด และในการทำให้อนุภาคนาโนคงตัวสำหรับการประยุกต์ใช้ในวัสดุขั้นสูง