本发明公开了一种制备烷基化油的方法，该方法包括：将异丁烷和C4烯烃在水和离子液体催化剂存在下进行烷基化反应，得到含有烷基化油的反应产物；其中，所述离子液体催化剂包括阳离子和阴离子，所述阳离子为选自异喹啉类阳离子、喹啉类阳离子和苯并咪唑类阳离子中的至少一种，所述阴离子为选自硫酸氢根、三氟甲磺酸根、磷酸二氢根、对甲苯磺酸根、三氟乙酸根、四氟硼酸根和六氟硼酸根中的至少一种。本发明方法采用阳离子为异喹啉类阳离子、喹啉类阳离子或苯并咪唑类阳离子的离子液体作为催化剂制备烷基化油，反应条件温和，反应转化率高，选择性好。