1、亚磷酸三甲酯是一种重要的有机磷农药的中间体，用于生产、磷胺、久效磷、杀虫畏等杀虫剂农药。也是制作新型有机磷阻燃剂的主要材料。以及用作合成聚合催化剂及涂料添加剂。
2、亚磷酸三甲酯可以用于多种膦酸酯或磷酸酯类化合物的合成，可以作为多种基团的还原试剂，夺去氧原子或硫原子，同时亚磷酸三甲酯还可以和碘化亚铜或甲基铜形成稳定的络合物。
3、膦酸酯或磷酸酯类化合物的合成:亚磷酸三甲酯是一种非常有用的磷试剂，它可以与卤代烃发生Arbuzov重排反应和Perkow反应，分别生成相应的膦酸酯和烯醇的磷酸酯类化合物。
由于亚磷酸三甲酯分子中，磷原子上有孤对电子，它亲核进攻带有正电性的碳原子形成膦酸酯类化合物 ，也可以进攻其它有正电性的杂原子，例如进攻叠氮化合物得到磷酰胺。
4、脱氧(硫)反应:磷氧键比较稳定，它的键能比较大，因此，可利用亚磷酸酯作为脱氧剂，脱氧后生成比较稳定的磷酸三甲酯，用于还原砜或亚砜等化合物。与此类似，亚磷酸三甲酯也可以作某些反应的脱硫剂，生成硫代磷酸三甲酯。
作为金属的配体:亚磷酸三甲酯分子中，磷原子上有孤对电子，因此它可以作为金属的配体来催化某些反应 。例如，亚磷酸三甲酯可以和碘化亚铜(CuI) 生成稳定的复合物CuI/P(OMe)3，它可以与锂盐作用生成铜盐，从而起催化作用。亚磷酸三甲酯、CuI和吡嗪三者可以形成稳定的复合物。
