สารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ในน้ำใช้เป็นตัวป้องกันรังสี โดยเฉพาะในการป้องกันต่อมไทรอยด์จากการดูดซับไอโอดีนกัมมันตภาพรังสี (I-131) ที่อาจเกิดขึ้นในกรณีอุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ โพแทสเซียมไอโอไดด์จะช่วยให้ต่อมไทรอยด์อิ่มตัวด้วยไอโอไดด์ที่ไม่เป็นอันตราย จึงลดการดูดซับไอโอดีนกัมมันตภาพรังสีได้ นอกจากนี้ยังใช้ในทางการแพทย์เพื่อรักษาโรคต่อมไทรอยด์บางชนิด เช่น โรคพิษสุนัขบ้า (hyperthyroidism) ก่อนการผ่าตัด หรือใช้เป็นส่วนผสมในยาแก้ไอชนิดบางแบบ เนื่องจากมีคุณสมบัติช่วยละลายเมือกในทางเดินหายใจ ในอุตสาหกรรม สารละายนี้ใช้เป็นตัวทำละลายหรือตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาออกซิเดชันและการสังเคราะห์สารอินทรีย์ นอกจากนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ เช่น การไทเทรตแบบไอโอดีน-ไทโอซัลเฟต เพื่อวิเคราะห์ปริมาณของสารออกซิไดซ์