離子液體能夠提高藥物的穩定性。對于蛋白質類藥物，離子液體主要是通過維持其三級結構、減少其變性反應來提高穩定性；而核酸類藥物的穩定性受離子液體的濃度和陽離子性質影響。Sindhu 等制備了4 種離子液體混合物，通過光譜和粒度分析技術，觀察到混合物可以減輕碘化膽堿對β-乳球蛋白的損害。離子液體混合物不僅維持了該蛋白質的三級結構，抑制其聚集，還能在高溫下保護該蛋白的天然結構，改善其復性，提高了其穩定性，這一發現為開發生態友好的蛋白保護添加劑開辟了新的方向。
Zou 等合成的乙烯基離子液體-念珠菌脂肪酶納米凝膠，能夠改善該酶的活性和穩定性，有望成為一種優良的生物催化劑。Dinis 等對幾種離子液體進行了篩選，通過實驗檢驗其對溶液中DNA 的影響，發現較高的離子液體濃度和相應陽離子的疏水性導致DNA 結構構象的擾動，陰離子作用不顯著，其中，[N111(2OH)]Br 對DNA穩定性的保護作用最好。
對于多肽類藥物，離子液體經常通過形成結合物來提高穩定性。抗菌肽是一類具有抗菌活性的堿性多肽物質，相對分子質量在2 000～7 000。離子液體和抗菌肽之間能夠形成共價結合物，提高抗菌肽的穩定性。
Gomes 等將甲基咪唑類離子液體通過共軛偶聯到膠原生成誘導肽的N 末端，發現形成的結合物能夠保持強大的抗菌和抗生物膜作用，還能顯著提高對與皮膚傷口環境相關酶的穩定性。Saraswat 等制備的吡咯烷基離子液體和蜂毒肽的非共價偶聯物，不僅能夠顯著提高大腸桿菌和金葡菌的最低抑菌濃度，而且能夠抑制蜂毒肽的過量攝入，降低細菌的耐藥性風險，表現出明顯的穩定性和生物相容性。
