La struttura dello ioduro di tetra-n-butil ammonio è costituita da un catione tetra-n-butil ammonio (TBA+) caricato positivamente e da un anione ioduro (I-) caricato negativamente. Il catione tetra-n-butile ammonio ha quattro gruppi n-butile attaccati ad un atomo di azoto centrale, conferendogli un carattere voluminoso e idrofobo. L'anione ioduro è un anione sferico, relativamente grande con un'elevata polarizzabilità. Allo stato solido, lo ioduro di tetra-n-butil ammonio esiste come sale cristallino, dove gli ioni TBA+ e I- sono disposti in una struttura reticolare regolare. In soluzione, il sale si dissocia negli ioni costituenti, che possono muoversi liberamente e interagire con le altre specie presenti.