主要用作有機合成中的堿、催化劑、溶劑和原料，也用作高能燃料、橡膠硫化促進(jìn)劑、四氟乙烯的阻聚劑、表面活性劑、潤濕劑、防腐劑及殺菌劑。
三乙胺是在室溫下為液體的最簡(jiǎn)單的均三取代叔胺，因此在有機合成中被廣泛用作溶劑和堿使用，一般縮寫(xiě)為Et3N、NEt3或TEA。它是有機合成中最常用的有機堿之一，沸點(diǎn)89攝氏度左右，比較容易通過(guò)蒸餾除去。其鹽酸鹽和氫溴酸鹽在乙醚等有機溶劑中的溶解度也不是很高，因此有時(shí)可直接通過(guò)過(guò)濾分離。更簡(jiǎn)單的三甲胺在通常條件下則為無(wú)色氣體，必須加壓在儲氣罐中儲存或以40％水溶液的形式儲存，不如三乙胺容易使用。
三乙胺可用作Swern氧化反應、脫鹵化氫反應等消除反應、Heck反應、硅烯醇醚的制取反應、由酰氯制取酯和酰胺的反應中，以及給羥基、羧基和氨基上保護基時(shí)的堿性催化劑。它與鹽酸反應可以得到三乙胺鹽酸鹽，與烷基化試劑反應可得相應的季銨鹽。三乙胺與不飽和酰氯/酸酐會(huì )產(chǎn)生水溶性、具有生物毒性的共軛復合物，特別是生物材料的合成，此反應會(huì )對后續的細胞實(shí)驗產(chǎn)生顯著(zhù)影響。最近被報道這種復合物會(huì )對由不飽和酰氯/酸酐與高分子端羥基縮合得到的可交聯(lián)聚酯產(chǎn)生染色效應。無(wú)機弱堿如碳酸鉀被建議用來(lái)取代三乙胺在此類(lèi)反應的催化劑作用，這種方法同時(shí)可以簡(jiǎn)化產(chǎn)物的純化步驟。
