在有机合成中离子液体作为溶剂，减少了传统溶剂挥发导致的环境污染，同时还能为反应提供不同于传统溶剂分子的离子环境。
目前随着离子液体种类的增多及对离子液体研究的不断深入，将离子液体应用于有机合成已经成为清洁有机合成领域极具特色的研究方向。
离子液体作为有机盐，不仅能起到溶剂的作用，有可能通过改变反应机理而使催化活性、稳定性更好，选择性、转化率更高。例如一级胺与醛羰基在脱水缩合反应中，如果采用咪唑类离子液体作为溶剂，则能有效地提高反应速率。还能将作为催化剂的金属有机化合物溶解于离子液体中，与离子液体一起循环使用，这样催化剂既能实现均相催化效率高的特性，又能实现非均相催化易分离的优点。在有机溶剂中很难实现反应的专一性，而采用离子液体作为溶剂还能实现某些反应的专一性。
离子液体在有机合成主要应用在加氢、重排、聚合、加成和丙烯基化反应。除此之外，在Heck反应、Wuzuki交叉耦合反应、Witting反应、氢甲酰化反应、醛酮缩合、Mannich反应、环氧化反应中都有应用。
与传统溶剂热合成或水热合成相比，离子液体在合成中既能起到溶剂的作用，又能起到模板剂的作用，而且离子液体的高热稳定性和不挥发性使得离子热合成分子筛能在常压下进行，使得许多原位技术得以安全便利地运用于跟踪分子筛合成的过程中。
