Phân tử tứ diện có khoảng cách liên kết C–I là 2,12 ± 0,02 Å[2]. Các phân tử được hơi dày đặc với các liên lạc ngắn giữa các nguyên tử iod là 3,459 ± 0,03 Å và có thể vì lý do này, nó có nhiệt và quang hóa không ổn định.

Cacbon tetraiodide kết tinh trong cấu trúc tinh thể tứ diện (a = 6,409, c = 9,558 (×10−1 nm))[3].

Nó có điểm lưỡng cực bằng không do phân tử tứ diện thay thế cho symmetrically của nó.