N,N-Diethyltrimethylsilylamine ใช้หลักๆ เป็นสารซิลิเลติ้งเอเจนต์ในการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยนำกลุ่มไตรเมทิลซิลิลเข้าไปในโมเลกุลเพื่อป้องกันกลุ่มฟังก์ชันที่ทำปฏิกิริยาได้ เช่น แอลกอฮอล์ อะมีน และกรดคาร์บอกซิลิก ระหว่างปฏิกิริยาเคมี การป้องกันนี้มีความสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์หลายขั้นตอน เพื่อให้แน่ใจว่ากลุ่มเฉพาะไม่ได้รับผลกระทบขณะที่การแปลงอื่นๆ เกิดขึ้น นอกจากนี้ ยังใช้ในการเตรียมสารประกอบที่มีซิลิคอน ซึ่งมีคุณค่าในการผลิตซิลิโคน เรซิน และวัสดุอื่นๆ บทบาทในการอำนวยความสะดวกในการปรับเปลี่ยนโมเลกุลอินทรีย์ทำให้เป็นสารเคมีหลักในเภสัชกรรม สารเคมีเกษตร และการวิจัยวิทยาศาสตร์วัสดุ