tert-Butyl methyl sulfoxide ใช้เป็นตัวทำละลายและรีเอเจนต์ในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี โดยเฉพาะในปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการละลายสารอินทรีย์ได้ดี นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมเพื่อเป็นตัวกลางในการผลิตยาบางชนิด และในการวิจัยทางเคมีเพื่อศึกษากลไกของปฏิกิริยาเคมีต่างๆ