在化学合成中，三甲基氯硅烷反应是一种常见的反应。这种反应可以通过硅烷化和极性官能团（如醇和胺）与三甲基氯硅烷的反应来实现。这种反应可以得到三甲基甲硅烷基醚和三甲基硅烷基胺。这些新的群体可以保护S原官能团，通过消除不稳定的质子和降低杂原子的碱度，从而消除不稳定性。在Si-O和Me3Si-N组之后，可以通过“脱保护”来除去这种不稳定性。此外，三甲基硅烷化也可以用于增加化合物的挥发性，使得气相色谱法可以检测通常非易挥发物质，如葡萄糖。三甲基氯硅烷还可以与金属乙炔化物反应，得到三甲基硅烷基炔烃，如双（三甲基甲硅烷基）乙炔。这些衍生物是炔烃的有用保护形式。