อะเซทิลโคลีน ไอโอไดด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในด้านประสาทวิทยาและสรีรวิทยา เนื่องจากเป็นสารสื่อประสาทสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณในระบบประสาท จึงถูกนำมาใช้ในการศึกษาการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางและส่วนปลาย นอกจากนี้ยังใช้ในการทดลองเพื่อวิเคราะห์กลไกการทำงานของตัวรับอะเซทิลโคลีน (acetylcholine receptors) และผลกระทบต่อกล้ามเนื้อและอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกาย อีกทั้งยังมีการประยุกต์ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาการทำงานของสารเคมีอื่น ๆ ที่มีผลต่อระบบประสาทและกล้ามเนื้อ