Els principals usos del bromur de tetrabutilamoni inclouen els següents:
El bromur de tetrabutilamoni s'utilitza habitualment com a intermedi en la síntesi orgànica, participant en una varietat de reaccions químiques. Es pot utilitzar com a catalitzador de transferència de fase eficient per accelerar la substitució nucleòfila, l'eliminació i altres reaccions en la síntesi orgànica. Té una àmplia gamma d'aplicacions en síntesi orgànica, preparació de fàrmacs i altres camps. S'utilitza com a reactiu de parells d'ions en reaccions iòniques, ajudant a facilitar la reacció. El bromur de tetrabutilamoni es pot utilitzar com a component de líquids iònics per a electroquímica. , separació i purificació. Els líquids iònics tenen una excel·lent conductivitat, estabilitat tèrmica i estabilitat química, cosa que els converteix en un nou tipus de dissolvent verd. Té activitat superficial i es pot utilitzar com a emulsionant, agent humectant i en altres aplicacions en productes químics quotidians, tèxtils, petroli i altres indústries. Es pot utilitzar com a suport de catalitzador per millorar l'activitat i l'estabilitat de catalitzadors com ara metalls preciosos i òxids metàl·lics.