在有機合成中離子液體作為溶劑，減少了傳統溶劑揮發導致的環境污染，同時還能為反應提供不同于傳統溶劑分子的離子環境。

目前隨著離子液體種類的增多及對離子液體研究的不斷深入，將離子液體應用于有機合成已經成為清潔有機合成領域極具特色的研究方向。

離子液體作為有機鹽，不僅能起到溶劑的作用，有可能通過改變反應機理而使催化活性、穩定性更好，選擇性、轉化率更高。例如一級胺與醛羰基在脫水縮合反應中，如果采用咪唑類離子液體作為溶劑，則能有效地提高反應速率。還能將作為催化劑的金屬有機化合物溶解于離子液體中，與離子液體一起循環使用，這樣催化劑既能實現均相催化效率高的特性，又能實現非均相催化易分離的優點。在有機溶劑中很難實現反應的專一性，而采用離子液體作為溶劑還能實現某些反應的專一性。

離子液體在有機合成主要應用在加氫、重排、聚合、加成和丙烯基化反應。除此之外，在Heck反應、Wuzuki交叉耦合反應、Witting反應、氫甲酰化反應、醛酮縮合、Mannich反應、環氧化反應中都有應用。

與傳統溶劑熱合成或水熱合成相比，離子液體在合成中既能起到溶劑的作用，又能起到模板劑的作用，而且離子液體的高熱穩定性和不揮發性使得離子熱合成分子篩能在常壓下進行，使得許多原位技術得以安全便利地運用于跟蹤分子篩合成的過程中。