Používa sa hlavne ako základ, katalyzátor, rozpúšťadlo a surovina v organickej syntéze. Používa sa tiež ako vysokoenergetické palivo, urýchľovač vulkanizácie gumy, inhibítor tetrafluóretylénu, povrchovo aktívna látka, zmáčadlo, konzervačná látka a baktericíd.
trietylamínje najjednoduchší homotrisubstituovaný terciárny amín, ktorý je kvapalný pri teplote miestnosti. Preto sa široko používa ako rozpúšťadlo a báza v organickej syntéze. Všeobecne sa označuje skratkou Et3N, NEt3 alebo TEA. Je to jedna z najčastejšie používaných organických zásad v organickej syntéze s teplotou varu okolo 89 stupňov Celzia a je pomerne ľahko odstrániteľná destiláciou. Rozpustnosť jeho hydrochloridu a hydrobromidu v organických rozpúšťadlách, ako je éter, nie je príliš vysoká, takže sa niekedy môže priamo oddeliť filtráciou. Jednoduchší trimetylamín je za normálnych podmienok bezfarebný plyn a musí sa skladovať v plynojeme pod tlakom alebo vo forme 40 % vodného roztoku. Nie je také jednoduché používať ako trietylamín.
Trietylamín sa môže použiť ako alkalický katalyzátor pri Swernovej oxidačnej reakcii, eliminačných reakciách ako je dehydrohalogenácia, Heckova reakcia, príprava silylenoléterov, príprava esterov a amidov z acylchloridov a pri pridávaní ochranných skupín k hydroxylu, karboxylu a aminoskupiny. Môže reagovať s kyselinou chlorovodíkovou, čím sa získa hydrochlorid trietylamínu, a reagovať s alkylačnými činidlami, čím sa získajú zodpovedajúce kvartérne amóniové soli.trietylamína nenasýtené acylchloridy/anhydridy budú produkovať vo vode rozpustné, biotoxické konjugované komplexy, najmä pri syntéze biomateriálov. Táto reakcia bude mať významný vplyv na následné bunkové experimenty. Nedávno bolo publikované, že tento komplex bude mať zafarbujúci účinok na zosieťované polyestery získané kondenzáciou nenasýtených acylchloridov/anhydridov s polymérnymi koncovými hydroxylovými skupinami. Anorganické slabé zásady, ako je uhličitan draselný, sa odporúčajú nahradiť katalytickú úlohutrietylamínv takýchto reakciách. Tento spôsob môže tiež zjednodušiť kroky čistenia produktu.
