Използва се главно като основа, катализатор, разтворител и суровина в органичния синтез. Използва се и като високоенергийно гориво, ускорител на вулканизация на каучук, инхибитор на тетрафлуоретилен, повърхностно активно вещество, омокрящ агент, консервант и бактерицид.
Триетиламине най-простият хомотризаместен третичен амин, който е течен при стайна температура. Поради това той се използва широко като разтворител и основа в органичния синтез. Обикновено се съкращава като Et3N, NEt3 или TEA. Това е една от най-често използваните органични основи в органичния синтез, с точка на кипене около 89 градуса по Целзий и е сравнително лесно да се отстрани чрез дестилация. Разтворимостта на неговия хидрохлорид и хидробромид в органични разтворители като етер не е много висока, така че понякога може директно да се раздели чрез филтруване. По-простият триметиламин е безцветен газ при нормални условия и трябва да се съхранява в газов резервоар под налягане или под формата на 40% воден разтвор. Не е толкова лесен за използване като триетиламин.
Триетиламинът може да се използва като алкален катализатор в реакцията на окисляване на Swern, реакции на елиминиране като дехидрохалогениране, реакция на Heck, получаване на силил енолни етери, получаване на естери и амиди от ацил хлориди и при добавяне на защитни групи към хидроксилни, карбоксилни и амино групи. Той може да реагира със солна киселина за получаване на триетиламин хидрохлорид и да реагира с алкилиращи агенти за получаване на съответните кватернерни амониеви соли.Триетиламини ненаситените ацилхлориди/анхидриди ще произведат водоразтворими, биотоксични конюгирани комплекси, особено при синтеза на биоматериали. Тази реакция ще окаже значително влияние върху последващите клетъчни експерименти. Наскоро беше съобщено, че този комплекс ще произведе оцветяващ ефект върху омрежени полиестери, получени чрез кондензация на ненаситени ацилхлориди/анхидриди с полимерни крайни хидроксилни групи. Предполага се, че неорганичните слаби основи като калиев карбонат заместват каталитичната роля натриетиламинпри подобни реакции. Този метод може също така да опрости етапите на пречистване на продукта.
