離子液體種類繁多，改變陽離子、陰離子的不同組合，可以設計合成出不同的離子液體。離子液體的合成大體上有兩種基本方法：直接合成法和兩步合成法。
直接合成
通過酸堿中和反應或季胺化反應等一步合成離子液體，操作經濟簡便，沒有副產物，產品易純化。Hlrao等酸堿中和法合成出了一系列不同陽離子的四氟硼酸鹽離子液體。另外，通過季胺化反應也可以一步制備出多種離子液體，如鹵化1-烷基3-甲基咪唑鹽，鹵化吡啶鹽等。
兩步合成
直接法難以得到目標離子液體，必須使用兩步合成法。兩步法制備離子液體的應用很多。常用的四氟硼酸鹽和六氟磷酸鹽類離子液體的制備通常采用兩步法。首先，通過季胺化反應制備出含目標陽離子的鹵鹽；然后用目標陰離子置換出鹵素離子或加入Lewis酸來得到目標離子液體。在第二步反應中，使用金屬鹽MY(常用的是AgY)，HY或NH4Y時，產生Ag鹽沉淀或胺鹽、HX氣體容易被除去，加入強質子酸HY，反應要求在低溫攪拌條件下進行，然后多次水洗至中性，用有機溶劑提取離子液體，最后真空除去有機溶劑得到純凈的離子液體。特別注意的是，在用目標陰離子Y交換X-(鹵素)陰離子的過程中，必須盡可可能地使反應進行完全，確保沒有x.陰離子留在目標離子液體中，因為離子液體的純度對于其應用和物理化學特性的表征至關重要。高純度二元離子液體的合成通常是在離子交換器中利用離子交換樹脂通過陰離子交換來制備。另外，直接將Lewis酸（MY）與鹵鹽結合，可制備[陽離子][MnXny+l]型離子液體，如氯鋁酸鹽離子液體的制備就是利用這個方法，如離子液體的性質中所述，離子液體的酸性可以根據需要進行調節。
由于離子液體的可設計性，所以根據需要定向的設計功能化離子液體是我們實驗研究的方向。
