Tributylmethylphosphonium iodide ใช้หลักๆ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ phase-transfer ในกระบวนการสังเคราะห์อินทรีย์ โดยช่วยถ่ายโอนสารตั้งต้นระหว่างเฟสที่ไม่ละลายกัน ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตเพิ่มขึ้นในกระบวนการต่างๆ เช่น การอัลคิเลชัน การเอสเทอริฟิเคชัน และการพอลิเมอไรเซชัน การประยุกต์ใช้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตยา สารเคมีเกษตร และสารเคมีพิเศษ ซึ่งต้องการการควบคุมสภาวะปฏิกิริยาอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์ไอออนิกเหลว ซึ่งนำไปประยุกต์ในเคมีสีเขียวเนื่องจากความผันผวนต่ำและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ สารนี้ยังพบการใช้งานในงานไฟฟ้าเคมี เช่น แบตเตอรี่และเซ็นเซอร์ เนื่องจากคุณสมบัติการนำไอออนิกและความเสถียร