La estructura del yoduro de tetra-n-butilamonio consta de un catión de tetra-n-butilamonio cargado positivamente (TBA+) y un anión yoduro cargado negativamente (I-). El catión tetra-n-butilamonio tiene cuatro grupos n-butilo unidos a un átomo de nitrógeno central, lo que le confiere un carácter voluminoso e hidrófobo. El anión yoduro es un anión esférico, relativamente grande, con una alta polarizabilidad. En estado sólido, el yoduro de tetra-n-butilamonio existe como una sal cristalina, donde los iones TBA+ e I- están dispuestos en una estructura reticular regular. En solución, la sal se disocia en sus iones constituyentes, que pueden moverse libremente e interactuar con otras especies presentes.