隨著抗生素的廣泛應用，如何解決抗生素的濫用造成的耐藥性成為人類亟需解決的難題。據統計，2019 年全世界約70 萬人死于抗藥性感染，到2050 年預計將達到1 000 萬。大量研究表明，咪唑類、吡啶類和銨類等ILs對不同種類的細菌或真菌均有一定程度的抑制作用，尤其是以四氮酸銨為陽離子的離子液體具有廣譜抗細菌和抗真菌的作用。

目前，關于離子液體的抗菌機制沒有統一的說法，通常認為離子液體是通過陽離子的烷基鏈擾亂細胞膜的方式發揮抗菌作用，也有少部分研究認為離子液體是通過抑制胞外乙酰膽堿酯酶的活性從而影響細胞活性。離子液體的抗菌作用主要取決于陽離子烷基鏈的長度與結構，受陰離子的影響較小，當陽離子的烷基側鏈含有12～18 個碳原子時，離子液體的抗菌作用最強。

Forero 等設計合成了4 種具有不同烷基鏈大小的N-肉桂基咪唑離子液體，并測定其對于引起軟組織感染的細菌的抗菌活性。結果表明，隨著碳原子數的增加，最小抑菌濃度逐漸降低。此外，離子液體對耐藥性高的細菌也能產生很強的抑制作用，為未來解決抗生素的濫用造成的耐藥性提供了新的可能。

目前，具有抗菌活性的離子液體已被應用于開發消毒劑、防腐劑和生物殺菌劑等日常清潔用品。金屬離子作為常見的抗菌劑對各類廣譜細菌的抑制率較高，且抗菌持久性好。Xu 等將鋅離子 (Zn²⁺) 加入咪唑類離子液體中形成聚合狀離子液體 (poly ionic liquid, PIL)，用作抗菌傷口敷料。研究表明，與原PIL 相比，含有Zn²⁺的PIL 抑制大腸桿菌、金葡菌和白色念珠菌的活性更強，這可能是由于離子液體中的陽離子與Zn²⁺產生了協同作用。其他研究也證明了ILs 能夠與銀離子 (Ag⁺)和銅離子 (Cu²⁺) 發生類似的協同作用，提高制劑的抗菌能力，為新型抗菌用品的發展提供了新的思路。