Strukturen hos tetra-n-butylammoniumjodid består av en positivt laddad tetra-n-butylammoniumkatjon (TBA+) och en negativt laddad jodidanjon (I-). Tetra-n-butylammoniumkatjonen har fyra n-butylgrupper bundna till en central kväveatom, vilket ger den en skrymmande och hydrofob karaktär. Jodidanjonen är en sfärisk, relativt stor anjon med hög polariserbarhet. I fast tillstånd finns tetra-n-butylammoniumjodid som ett kristallint salt, där TBA+ och I-jonerna är ordnade i en regelbunden gitterstruktur. I lösning dissocierar saltet till sina beståndsdelar joner, som kan röra sig fritt och interagera med andra närvarande arter.