Trimethyloxonium tetrafluoroborate ถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นสารเมทิลเลติ้ง (methylating agent) ที่มีประสิทธิภาพสูงในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเมทิลเลตกลุ่มฟังก์ชันที่ละเอียดอ่อน เช่น แอลกอฮอล์ อะมีน และกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งสารเคมีที่อ่อนโยนกว่าอาจไม่สามารถทำได้ สารประกอบนี้มักถูกนำมาใช้ในการเตรียมเมทิลอีเทอร์ เอสเตอร์ และเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี ความตอบสนองทางเคมีที่สูงทำให้มีคุณค่าต่อการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อน รวมถึงยาและสารเคมีละเอียด นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการเมทิลเลตนิวคลีโอเบสในงานวิจัย DNA และ RNA เพื่อช่วยในการศึกษาวัสดุทางพันธุกรรม ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่น้ำยิ่งเพิ่มประโยชน์ในการนำไปใช้ในปฏิกิริยาเคมีเฉพาะทาง