Noto come il re incontrastato degli aromi naturali, il baccello di vaniglia era anticamente usato dagli Aztechi per la preparazione di una bevanda a base di cacao profumata alla vaniglia e poi impiegato anche in diverse altre aree del mondo, inclusa l'Europa e l'Italia, per aromatizzare dolci, cioccolato, liquori, bevande, creme e zucchero. Nella cucina etnica, in particolare quella cinese, giapponese e africana, il suo impiego è sconfinato persino in alcuni piatti salati; dai baccelli si estrae anche l'olio essenziale, oggi usato in numerosissime preparazioni dolci. Per utilizzarlo in cucina occorre incidere il baccello per lungo e dividerlo a metà, estrarne i semini con un coltellino e aggiungerli direttamente agli altri ingredienti. Per mantenerne l'aroma al meglio si dovrebbe riporre il baccello in un apposito contenitore di vetro stretto e lungo, oppure ben avvolto in un sacchetto da freezer e conservato in un luogo fresco e asciutto. Per capire se il baccello di vaniglia è di qualità, si deve poter attorcigliare intorno ad un dito senza danneggiarsi.

Il baccello di vaniglia ha un odore molto intenso, derivante soprattutto dai suoi semi, che forniscono l'aroma vero e proprio. Il baccello da solo infatti non ha un grande potere aromatizzante, ma questo dipende dalla qualità della vaniglia stessa: ne esistono numerosi tipi.

La vaniglia si usa soprattutto in pasticceria per la preparazione di dolci, gelati, impasti, torte, creme e liquori, nella cucina orientale e africana viene usato anche in piatti salati, mentre nella cucina italiana è tradizionalmente usato per il budino, la panna cotta, lo yogurt, il gelato, il tè, la crema bavarese, il caramello, il Vov e le banane alla Martinicana. Col baccello di prepara anche l'estratto di vaniglia, la vanillina e l'olio essenziale.

Sono diversi i benefici che il consumo del baccello di vaniglia apporta alla salute: oltre a essere noto come afrodisiaco, ha proprietà stimolanti, astringenti e antisettiche, quindi è utile anche contro la dissenteria.