現有報道的疾病中，癌癥的致死率位居全球第二，是威脅人類健康的重要因素。目前，治療癌癥的常規方法有手術切除、放射療法和化學療法，但手術治療造成的創傷大，放療和普通化療伴隨著嚴重的不良反應，臨床上急需一種療效好且不良反應小的治療方案來提高患者治療的順應性。近年來的研究發現，第二代離子液體中的咪唑類離子液體對60 多種人源癌細胞具有較強的細胞毒性，且對正常細胞的毒性較小，被視為潛在的抗癌藥物。
研究表明，離子液體的細胞毒性機制可能包括細胞內活性氧介導的氧化應激、線粒體功能障礙和DNA 損傷等。離子液體的抗癌作用主要受其組成成分影響，由不同陰、陽離子組成的離子液體的對癌細胞和正常細胞的毒性有很大差別。Kumar等測定了由不同陰、陽離子組成的離子液體對人乳腺癌細胞 (human breast cancercell, MCF7) 的體外細胞毒性。結果表明，不同組成的離子液體對MCF7 生長的半數抑制濃度從8 mmol·L-1 到40 mmol·L-1 不等，且當陽離子烷基側鏈越長時，細胞毒性越大。Frade 等的研究也證明了離子液體對人結直腸癌細胞 (human coloncancerous cell, Caco-2) 的毒性作用隨陽離子的改變發生顯著變化。這一點也是離子液體作為抗癌藥物活性成分使用時需要考慮的重點，研究者能夠通過選取合適的組成成分，調整離子液體的細胞毒性潛力，以達到理想的治療效果。
