隨著組成結構的變化，聚離子液體可以以固體、液體或凝膠狀軟物質形式存在，多數情況下以固態為常見，可加工，且耐久，具有良好的化學相容性。與非離子型聚合物相比，聚離子液體突顯了優異的離子導電性、化學穩定性、不易燃燒等特性。但由于離子基團被固定在聚合物鏈上后，離子流動性降低，玻璃化轉變溫度升高，導致其粘度增大、電導率相應有所下降。實際應用中，可以通過增加載體離子濃度或者改變電解液結構來增加離子流動性等方法來提高聚離子液體電導率。 聚離子液體材料的親水/疏水性質的靈活可變調控，突顯其在功能高分子材料領域的重要地位。親疏水性的控制，在聚離子液體自組裝、表界面及智能相應材料應用方面顯得尤為重要。
聚離子液體的合成可以通過自由基引發聚合離子液體單體的方法實現。與離子液體性質類似, 人們可通過對聚離子液體的陰離子或陽離子的設計與組合，對聚離子液體進行分子結構設計，合成多種不同結構和功能的聚離子液體。利用陰離子交換對其功能化。可以在聚合前(單體)也可以在聚合后(聚合物)進行。 目前，多種聚合方法，如乳液聚合、分散聚合、懸浮聚合，控制自由基聚合，陰離子聚合，物理輔助聚合均被引入用于聚離子液體的合成。此外，聚離子液體可以通過自組裝、模板等方法來獲得不同的形貌結構，為不同領域的應用提供可能。
