Kationiset pinta-aktiiviset aineet ovat pohjimmiltaan saippuoita tai pesuaineita, joiden hydrofiilinen tai vettä rakastava pää sisältää positiivisesti varautuneen ionin tai kationin. Tyypillisiä esimerkkejä ovat trimetyylialkyyliammoniumkloridit ja bentsalkonium- ja alkyylipyridinium -ionien kloridit tai bromidit. Kaikki ovat esimerkkejä quateista, joten ne on nimetty, koska ne kaikki sisältävät kvaternaarisen ammoniumionin.
Kaikki saippuat tai pinta-aktiiviset aineet, lyhenne pinta-aktiivisista aineista, toimivat samalla perusperiaatteella ja perustuvat siihen, että useimmat aineet luonnossa ovat joko hydrofiilisiä tai vettä rakastavia tai lipofiilisiä tai rasvaa rakastavia. Hydrofiiliset aineet liukenevat helposti veteen ja lipofiiliset aineet liukenevat hiilivetyihin, jotka ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät paljon hiiltä ja vetyä.
Näiden saippuoiden tai pesuaineiden tavallinen tehtävä on saada lipofiiliset aineet – kuten öljyt, rasvat ja rasvat – liukeneviksi veteen, jotta ne voidaan pestä pois. Koska vesi liuottaa helposti ionisia aineita tai materiaaleja, jotka sisältävät yhden tai useamman varautuneen atomin, ja hiilivedyt liuottavat öljyjä, rasvoja ja rasvoja, pesuainekemolekyylillä on hiilivetypää ja ionipää. Saippumolekyylin hiilivetypää liukenee rasva- tai öljyhiukkasiin jättäen ionisen pään alttiiksi vedelle.
Kun tarpeeksi saippumolekyylejä on upottanut hiilivetypäät hiukkasiin, ympäröivät vesimolekyylit vetävät puoleensa pinta -aktiivisen aineen ioniset päät. Sitten hiukkanen emulgoituu tai suspendoidaan veteen. Tässä muodossa se voidaan huuhdella pois.
Pinta -aktiivisen aineen hydrofiilinen osa voi olla yksi neljästä tyypistä. Se voi olla ioniton, mutta silti hyvin vesiliukoinen; zwitterioninen, eli se sisältää sekä positiivisia että negatiivisia varauksia; anioninen tai negatiivisesti varautunut; tai kationinen, joka on positiivisesti varautunut. Ioniosan varaus vaikuttaa merkittävästi pinta -aktiivisen aineen ominaisuuksiin.
Tarkasti määritellyt saippuat ovat aina anionisia, joten varauksella on negatiivinen varaus. Ne ovat erittäin hyviä emulgoimaan öljyistä likaa ja pitämään sen vedessä suspendoituna, ja niillä on hyvät vaahdotusominaisuudet. Ne voivat kuitenkin reagoida kovassa vedessä olevien metalli -ionien, kuten kalsiumin ja magnesiumin kanssa, muodostaen liukenemattomia saippuarumoja.
Kationiset pinta-aktiiviset aineet ovat lähes kaikki ihmisen tekemiä, ja niiden ioniosa on positiivisesti varautunut. Ne ovat myös hyviä emulgointiaineita eivätkä muodosta liukenemattomia vaahtoja positiivisesti varautuneiden kovan veden ionien kanssa. Näiden pinta -aktiivisten aineiden on myös havaittu olevan hyviä bakteereja tappavia aineita, ja jotkut löytävät käyttöä paikallisina antiseptisinä aineina. Niiden bakteereja tappavat ominaisuudet tekevät niistä erityisen hyödyllisiä kylpyhuone- ja käsidesioissa.
Lisäksi kationisia pinta-aktiivisia aineita houkutellaan negatiivisesti varautuneisiin kohtiin, joita esiintyy luonnossa useimmissa kankaissa. Ne voivat sitoutua näihin sivustoihin ja antaa kankaalle pehmeän, ylellisen tunteen. Tästä syystä niitä käytetään usein huuhteluaineina.