Uporablja se predvsem kot baza, katalizator, topilo in surovina v organski sintezi. Uporablja se tudi kot visokoenergetsko gorivo, pospeševalnik vulkanizacije gume, inhibitor tetrafluoroetilena, površinsko aktivno sredstvo, vlažilno sredstvo, konzervans in baktericid.
trietilaminje najpreprostejši homotrisubstituirani terciarni amin, ki je tekoč pri sobni temperaturi. Zato se pogosto uporablja kot topilo in baza v organski sintezi. Na splošno je okrajšano kot Et3N, NEt3 ali TEA. Je ena najpogosteje uporabljenih organskih baz v organski sintezi, z vreliščem okoli 89 stopinj Celzija in jo je relativno enostavno odstraniti z destilacijo. Topnost njegovega hidroklorida in hidrobromida v organskih topilih, kot je eter, ni zelo visoka, zato ga je včasih mogoče neposredno ločiti s filtracijo. Enostavnejši trimetilamin je v normalnih pogojih brezbarven plin in ga je treba hraniti v rezervoarju za plin pod pritiskom ali v obliki 40% vodne raztopine. Ni tako enostaven za uporabo kot trietilamin.
Trietilamin se lahko uporablja kot alkalni katalizator pri Swernovi oksidacijski reakciji, reakcijah izločanja, kot je dehidrohalogenacija, Heckova reakcija, priprava silil enolnih etrov, priprava estrov in amidov iz acil kloridov ter pri dodajanju zaščitnih skupin hidroksilnim, karboksilnim in amino skupine. Lahko reagira s klorovodikovo kislino, da dobi trietilamin hidroklorid, in reagira z alkilirnimi sredstvi, da dobi ustrezne kvarterne amonijeve soli.trietilaminin nenasičeni acil kloridi/anhidridi bodo proizvedli vodotopne, biotoksične konjugirane komplekse, zlasti pri sintezi biomaterialov. Ta reakcija bo pomembno vplivala na nadaljnje poskuse s celicami. Pred kratkim so poročali, da bo ta kompleks povzročil barvni učinek na zamrežene poliestre, pridobljene s kondenzacijo nenasičenih acil kloridov/anhidridov s polimernimi terminalnimi hidroksilnimi skupinami. Predlaga se, da anorganske šibke baze, kot je kalijev karbonat, nadomestijo katalitično vlogotrietilaminpri takih reakcijah. Ta metoda lahko tudi poenostavi korake čiščenja izdelka.
