Το TFA αποτελεί πρόδρομη ένωση για πολλές άλλες φθοριούχες ενώσεις, όπως ο τριφθοραιθανικός ανυδρίτης [(CF₃CO)₂O], το τριφθοραιθανικό υπεροξύ (CF₃CO₃H) και η 2,2,2-τριφθοραιθανόλη (CF₃CH₂OH). Είναι αντιδραστήριο χρήσιμο για οργανικές συνθέσεις, γιατί έχει συνδυασμό από βολικές ιδιότητες: πτητικότητα, διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες και σημαντική ισχύ ως οξύ. Μάλιστα, είναι λιγότερο οξειδωτικό από το θειικό οξύ (H₂SO₄), αλλά πολύ πιο εύκολα διαθέσιμο σε άνυδρη μορφή, σε σύγκριση με πολλά άλλα οξέα. Ωστόσο υπάρχει ένα (ενίοτε ανεπιθύμητο) εμπόδιο στη χρήση του: Το TFA σχηματίζει αζεοτροπικό μείγμα με το νερό, με κανονική θερμοκρασία βρασμού 105 °C).

To TFA χρησιμοποιείται πολύ ως ισχυρό οξύ που απομακρύνει την τριτοταγή βουτυλομάδα [Me₃C-], που χρησιμοποιείται ως ομάδα «προστασίας» των πλευρικών αλυσίδων κατά την πεπτιδική σύνθεση Fmoc. Ομοίως, χρησιμοποιείται και σε άλλες οργανικές συνθέσεις για να απομακρύνει την τριτοταγή βουτοξυκαρβονυλομάδα [Me₃COCO-], που είναι επίσης ομάδα προστασίας για κάποιες ενώσεις

Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, το TFA χρησιμοποιείται ως μέσο ιονικού ζευγαρώματος στην υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC) οργανικών ενώσεων, ιδιαίτερα πεπτιδίων και κάποιων σχετικά μικρού μοριακού βάρους πρωτεϊνών. Το TFA αποτελεί ευέλικτο διαλύτη για φασματογραφία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR-spectroscopy), για υλικά που είναι σταθερά σε όξινο περιβάλλον. Επίσης χρησιμοποιείται ως βαθμονομιτής στη φασματομετρία μάζας (mass spectrometry). Τέλος, το TFA χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αλάτων του.