Het wordt voornamelijk gebruikt als basis, katalysator, oplosmiddel en grondstof bij de organische synthese. Het wordt ook gebruikt als brandstof met hoge energie, rubbervulkanisatieversneller, tetrafluorethyleenremmer, oppervlakteactieve stof, bevochtigingsmiddel, conserveermiddel en bactericide.
Triëthylamineis het eenvoudigste homotrigesubstitueerde tertiaire amine dat vloeibaar is bij kamertemperatuur. Daarom wordt het veel gebruikt als oplosmiddel en base bij organische synthese. Het wordt doorgaans afgekort als Et3N, NEt3 of TEA. Het is een van de meest gebruikte organische basen in de organische synthese, met een kookpunt van ongeveer 89 graden Celsius, en is relatief eenvoudig te verwijderen door destillatie. De oplosbaarheid van het hydrochloride en hydrobromide ervan in organische oplosmiddelen zoals ether is niet erg hoog, dus het kan soms direct door filtratie worden gescheiden. Het eenvoudigere trimethylamine is onder normale omstandigheden een kleurloos gas en moet onder druk in een gastank of in de vorm van een 40% waterige oplossing worden opgeslagen. Het is niet zo eenvoudig te gebruiken als triethylamine.
Triëthylamine kan worden gebruikt als alkalische katalysator bij de Swern-oxidatiereactie, eliminatiereacties zoals dehydrohalogenering, Heck-reactie, bereiding van silylenolethers, bereiding van esters en amiden uit acylchloriden, en bij de toevoeging van beschermende groepen aan hydroxyl-, carboxyl- en amino groepen. Het kan reageren met zoutzuur om triethylaminehydrochloride te verkrijgen, en reageren met alkyleringsmiddelen om de overeenkomstige quaternaire ammoniumzouten te verkrijgen.Triëthylamineen onverzadigde acylchloriden/anhydriden zullen in water oplosbare, biotoxische geconjugeerde complexen produceren, vooral bij de synthese van biomaterialen. Deze reactie zal een aanzienlijke impact hebben op daaropvolgende celexperimenten. Onlangs is gerapporteerd dat dit complex een kleureffect zal veroorzaken op verknoopte polyesters verkregen door condensatie van onverzadigde acylchloriden/anhydriden met eindstandige hydroxylgroepen van het polymeer. Anorganische zwakke basen zoals kaliumcarbonaat zouden de katalytische rol van kaliumcarbonaat kunnen vervangentriethylaminebij zulke reacties. Deze methode kan ook de zuiveringsstappen van het product vereenvoudigen.
