Natriumiodid ist im Handel als weißes, kristallines Pulver erhältlich. Das Dihydrat gibt seinen Wasseranteil beim Erwärmen auf 69 °C ab und bildet dann die wasserfreie Form. Das Salz ist gut wasserlöslich und verklumpt gerne mit der Luftfeuchtigkeit zu größeren Brocken. Das Dihydrat kristallisiert aus der Lösung aus und bildet Kristalle nach dem kubischen System.




Das Natriumsalz der Iodwasserstoffsäure ist weniger beständig als das Kaliumiodid. Aus diesem Grund ist es als gewässergefährdend eingestuft. Unter Licht- und Lufteinwirkung scheidet sich relativ schnell Iod ab. Es muss daher in dunklen Flaschen aufbewahrt werden. Wenn man zum Beispiel eine Natriumiodidlösung durch ein Filterpapier filtriert, färbt sich das getränkte Papier schon nach kurzer Zeit gelbbraun.

Radioaktive Iod-Isotope im Natriumiodid werden als Markierungsmittel zur Schilddrüsendiagnostik eingesetzt. In der organischen Chemie wird Natriumiodid in der Finkelstein-Reaktion benötigt, wenn in einem Halogenkohlenwasserstoff ein Halogen-Atom mit Hilfe eines Halogenids ausgetauscht werden soll. Aus einem Chloralkan erhält man nach diesem Verfahren ein Iodalkan. Früher wurde Natriumiodid zum Iodieren von Speisesalz eingesetzt. Heute verwendet man dafür hauptsächlich Iodate wie Kaliumiodat oder Natriumiodat.