1、亞磷酸三甲酯是一種重要的有機磷農藥的中間體，用于生產殺蟲劑農藥。也是制作新型有機磷阻燃劑的主要材料。以及用作合成聚合催化劑及涂料添加劑。

2、膦酸酯或磷酸酯類化合物的合成：亞磷酸三甲酯是一種非常有用的磷試劑，它可以與鹵代烴發生Arbuzov重排反應和Perkow反應，分別生成相應的膦酸酯和烯醇的磷酸酯類化合物。

由于亞磷酸三甲酯分子中，磷原子上有孤對電子，它親核進攻帶有正電性的碳原子形成膦酸酯類化合物 ，也可以進攻其它有正電性的雜原子，例如進攻疊氮化合物得到磷酰胺。

3、脫氧(硫)反應：磷氧鍵比較穩定，它的鍵能比較大，因此，可利用亞磷酸酯作為脫氧劑，脫氧后生成比較穩定的磷酸三甲酯，用于還原砜或亞砜等化合物。與此類似，亞磷酸三甲酯也可以作某些反應的脫硫劑，生成硫代磷酸三甲酯。

4、作為金屬的配體：亞磷酸三甲酯分子中，磷原子上有孤對電子，因此它可以作為金屬的配體來催化某些反應 。例如，亞磷酸三甲酯可以和碘化亞銅(CuI) 生成穩定的復合物CuI/P(OMe)3，它可以與鋰鹽作用生成銅鹽，從而起催化作用。亞磷酸三甲酯、CuI和吡嗪三者可以形成穩定的復合物。

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