TBAB tiene muchos usos. Además de la catálisis por transferencia de fase, actúa como electrólito en electroquímica, como agente tensioactivo en algunos procesos químicos, así como catalizador para reacciones de síntesis orgánica como alquilaciones y acilaciones. También es útil en química analítica para cromatografía de pares iónicos. En el sector farmacéutico, puede utilizarse en la síntesis de algunas moléculas de fármacos, donde puede ser útil en los muchos pasos de las transformaciones químicas.