除了增加藥物溶解度和提高藥物的穩(wěn)定性外，離子液體還具有促進(jìn)藥物滲透性的作用。離子液體促進(jìn)藥物滲透進(jìn)入皮膚的原理與其有親水和親脂基團(tuán)有關(guān)，親水基團(tuán)可以打開緊密的角質(zhì)層從而促進(jìn)藥物的細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運，親脂基團(tuán)能夠改善上皮細(xì)胞的通透性從而促進(jìn)藥物的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運，長鏈的烷烴也能夠起到表面活性劑作用擾亂細(xì)胞膜。

Lim 等利用分子動力學(xué)模型，研究了兩親性離子液體中1-辛基-3-甲基咪唑陽離子(1-octyl-3-methylimidazolium cation, OMIM⁺) 與模型細(xì)胞膜的相互作用及對細(xì)胞膜功能的影響。實驗結(jié)果表明，OMIM+的頭部插入細(xì)胞膜后，能夠與帶負(fù)電荷的磷脂基團(tuán)配位形成OMIM⁺-phosphate-OMIM⁺的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)紊亂。細(xì)胞膜厚度減小0.6 nm，有利于氨等小分子物質(zhì)的通過。Kundu 等考察了親水性離子液體對囊泡的影響，發(fā)現(xiàn)親水性離子液體能夠插入囊泡膜中，增大囊泡體積，并提高囊泡膜的流動性，為分子擴(kuò)散創(chuàng)造途徑。

Cao 等以一種胞內(nèi)酶的含量為指標(biāo)，證明了親脂性離子液體能夠增加大腸桿菌的細(xì)胞膜的通透性。實驗結(jié)果表明，這種促滲效果主要依賴于離子液體中的氫鍵供體（一般為陰離子）與磷脂雙分子層相互作用。氫鍵供體的疏水部分能夠溶解磷脂，從而擾亂細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，氫鍵供體的疏水性越強(qiáng)，擾亂磷脂雙分子層的程度也就越大。且與傳統(tǒng)的超聲破碎法相比，離子液體對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的干擾程度小，不會使整個細(xì)胞破碎。