三甲胺是一種重要的有機化工原料，主要用作有機合成，制藥物，表面活性劑，殺蟲劑，生產膽堿及氯化膽堿，縮合聚合的催化劑，燃氣加臭劑，離子交換樹脂原料等，又用作測定甲氧和乙氧基試劑。三甲胺是我國GB2760—1996規(guī)定暫時允許使用的食用香料。工業(yè)品規(guī)格有≥30%三甲胺水溶液商品出售。用于制造植物生長抑制劑矮壯素[ClCH2CH2N(CH3)3Cl]以及保肝藥物膽堿[HOCH2CH2N(CH3)3OH-]等。在離子交換樹脂制造中作為季銨化的助劑。三甲胺化學性質活潑，能與酸反應生成鹽;能被過氧化氫氧化，生成氧化三甲胺;也能被硝酸氧化;與環(huán)氧化物反應，生成季銨鹽;本品不與磺酰氯反應，而一甲胺和二甲胺能與磺酰氯反應，利用此一特點而使三者分離;在堿性條件下與氮氧化物(N2O3、N2O4及NO)反應，生成亞硝胺。本品有毒，刺激皮膚、眼睛及粘膜，吸入后，引起頭痛、惡心，嚴重時產生痙攣，長時間與皮膚接觸，引起組織壞死。大鼠經口LD50100mg/kg。工作場所最高允許濃度24mg/m3。