ไตรเมทิลฟอสฟีนถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นลิแกนด์ในเคมีออร์กาโนเมทัลลิก ซึ่งมันก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ที่เสถียรกับโลหะทรานซิชัน ช่วยเพิ่มกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาต่างๆ มันมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์เคมีภัณฑ์ละเอียดและเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในกระบวนการไฮโดรเจนเนชันและไฮโดรฟอร์มิลเลชัน นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งช่วยในการสะสมฟิล์มบาง คุณสมบัติการรีดิวซ์ที่แรงทำให้มีคุณค่าการสังเคราะห์อินทรีย์สำหรับปฏิกิริยาเดอออกซิเจนเนชันและเดอซัลฟูริเซชัน ในงานวิจัย ถูกใช้ในการศึกษากลไกปฏิกิริยาและพัฒนาระบบการเร่งปฏิกิริยาใหม่