ไตรบิวทิลฟอสฟีนถูกนำมาใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี โดยเฉพาะในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนและคาร์บอน-เฮเทอโรอะตอม มักใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตสารเคมีขั้นสูง เช่น การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีความซับซ้อน และยังเป็นสารตั้งต้นในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการปรับแต่งพื้นผิววัสดุเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานเฉพาะทาง เช่น ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และนาโนเทคโนโลยี