磷酸三丁酯具有多種作用和用途。其主要用作溶劑，也常作為硝化纖維素、醋酸纖維素、氯化橡膠和聚氯乙烯的增塑劑，以及稀有金屬的萃取劑等。作為增塑劑時，它能增加塑膠的柔軟度和延展性，提高塑膠的熱穩定性和耐候性，改善塑膠的加工性能，增強塑膠的抗張強度、抗衝擊性和耐磨性，以及改善塑膠的阻燃性能。
磷酸三丁酯因其低的表面張力和微溶於水的物理性質，可作為工業用消泡劑。它能有效使已形成的泡沫的膜處於不穩定的狀態而迅速消泡，降低水、溶液和懸浮液的表面張力，防止泡沫形成，減少或消滅原有泡沫。
此外，磷酸三丁酯還用作氣相色譜固定液、對某些丙烯酸酯類物質有阻聚效果、塗料、油墨和粘合劑的溶劑等。它還具有耐熱性好、滲透性好、分散快等特性。
需要注意的是，磷酸三丁酯對皮膚和呼吸道有強烈的刺激作用，因此不能用作食品或化妝品的消泡劑。