Používá se hlavně jako báze, katalyzátor, rozpouštědlo a surovina v organické syntéze. Používá se také jako vysokoenergetické palivo, urychlovač vulkanizace pryže, inhibitor tetrafluorethylenu, povrchově aktivní látka, smáčedlo, konzervační prostředek a baktericid.
triethylaminje nejjednodušší homotrisubstituovaný terciární amin, který je kapalný při teplotě místnosti. Proto je široce používán jako rozpouštědlo a báze v organické syntéze. Obecně se používá zkratka Et3N, NEt3 nebo TEA. Je to jedna z nejčastěji používaných organických bází v organické syntéze, s teplotou varu asi 89 stupňů Celsia a lze ji poměrně snadno odstranit destilací. Rozpustnost jeho hydrochloridu a hydrobromidu v organických rozpouštědlech, jako je ether, není příliš vysoká, takže může být někdy přímo oddělen filtrací. Jednodušší trimethylamin je za normálních podmínek bezbarvý plyn a musí být skladován v plynojemu pod tlakem nebo ve formě 40% vodného roztoku. Jeho použití není tak snadné jako triethylamin.
Triethylamin lze použít jako alkalický katalyzátor při Swernovi oxidační reakci, eliminačních reakcích jako je dehydrohalogenace, Heckova reakce, příprava silylenoletherů, příprava esterů a amidů z acylchloridů a při adici ochranných skupin k hydroxylu, karboxylu a aminoskupiny. Může reagovat s kyselinou chlorovodíkovou za získání hydrochloridu triethylaminu a reagovat s alkylačními činidly za získání odpovídajících kvartérních amoniových solí.triethylamina nenasycené acylchloridy/anhydridy budou produkovat ve vodě rozpustné, biotoxické konjugované komplexy, zejména při syntéze biomateriálů. Tato reakce bude mít významný dopad na následné buněčné experimenty. Nedávno bylo oznámeno, že tento komplex bude mít zabarvovací účinek na zesíťované polyestery získané kondenzací nenasycených acylchloridů/anhydridů s koncovými hydroxylovými skupinami polymeru. Anorganické slabé báze, jako je uhličitan draselný, se navrhují jako náhrada za katalytickou rolitriethylaminv takových reakcích. Tento způsob může také zjednodušit kroky čištění produktu.
