離子液體可以穿過細菌細胞膜，進入細胞質并改變細胞壁的膜特性（包括膜電位、流動性、粘性以及磷脂的排列）。特別是在改變細胞膜流動性方面，離子液體可以改變膜上蛋白質的擴散速率和穩定性，從而嚴重影響正常的膜功能如分子傳輸、辨識、遷移、黏附或者力學轉導。離子液體也能通過創造孔結構改變膜的滲透性。造成不可逆的毀壞。