Det används främst som bas, katalysator, lösningsmedel och råmaterial i organisk syntes. Det används också som ett högenergibränsle, gummivulkaniseringsaccelerator, tetrafluoretylenhämmare, ytaktivt medel, vätmedel, konserveringsmedel och bakteriedödande.
Trietylaminär den enklaste homotrisubstituerade tertiära aminen som är flytande vid rumstemperatur. Därför används det ofta som lösningsmedel och bas i organisk syntes. Det förkortas i allmänhet som Et3N, NEt3 eller TEA. Det är en av de mest använda organiska baserna i organisk syntes, med en kokpunkt på cirka 89 grader Celsius, och är relativt lätt att ta bort genom destillation. Lösligheten av dess hydroklorid och hydrobromid i organiska lösningsmedel såsom eter är inte särskilt hög, så det kan ibland direkt separeras genom filtrering. Den enklare trimetylaminen är en färglös gas under normala förhållanden och måste förvaras i en gastank under tryck eller i form av en 40 % vattenlösning. Det är inte lika lätt att använda som trietylamin.
Trietylamin kan användas som en alkalisk katalysator i Swern-oxidationsreaktionen, elimineringsreaktioner såsom dehydrohalogenering, Heck-reaktion, framställning av silylenolerar, framställning av estrar och amider från acylklorider, och i tillägg av skyddsgrupper till hydroxyl, karboxyl och aminogrupper. Den kan reagera med saltsyra för att erhålla trietylaminhydroklorid och reagera med alkyleringsmedel för att erhålla motsvarande kvartära ammoniumsalter.Trietylaminoch omättade acylklorider/anhydrider kommer att producera vattenlösliga, biotoxiska konjugerade komplex, speciellt vid syntes av biomaterial. Denna reaktion kommer att ha en betydande inverkan på efterföljande cellexperiment. Det har nyligen rapporterats att detta komplex kommer att ge en färgande effekt på tvärbundna polyestrar erhållna genom kondensation av omättade acylklorider/anhydrider med polymerterminala hydroxylgrupper. Oorganiska svaga baser såsom kaliumkarbonat föreslås ersätta den katalytiska rollen avtrietylamini sådana reaktioner. Denna metod kan också förenkla reningsstegen för produkten.
