N,N,O-Tris(trimethylsilyl)hydroxylamine ใช้หลักในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารซิลิเลติ้ง (silylating agent) โดยมีคุณค่าอย่างยิ่งในการป้องกันกลุ่มไฮดรอกซิลและอะมิโนระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน เพื่อให้กลุ่มเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยาในขณะที่ส่วนอื่นของโมเลกุลเกิดการเปลี่ยนแปลง สารนี้ยังใช้ในการเตรียมซิลิลอีเทอร์และซิลิลเอมีน ซึ่งเป็นสารกลางในการสังเคราะห์ยาเกษตรเคมีภัณฑ์ และสารเคมีพิเศษ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและวัสดุ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมเฉพาะ ความสามารถในการนำกลุ่มไตรเมทิลซิลิลเข้าไปทำให้เป็นสารเคมีที่หลากหลายในกระบวนการเคมีต่างๆ