Kvaternarni amonijum katjoni su pozitivno naelektrisani poliatomski joni sa strukturom NR+ 4, pri čemu je R alkil ili aril grupa.[1] Za razliku od amonijum jona (NH+ 4) i primarnih, sekundarnih, ili tercijarnih amonijum katjona, kvaternarni amonijum katjoni su permanentno naelektrisani, nezavisno od pH njihovog rastvora. Kvaternarne amonijum soli ili kvaternarna amonijum jedinjenja (zvana kvaternarni amini u žargonu naftnih polja) su soli kvaternarnih amonijum katjona.
Kvaternarni amonijum katjoni se pripremaju alkilacijomtercijarnih amina sa halougljenikom.[2] U starijoj literaturi to se obično naziva Menšutkinovom reakcijom, dok se u modernim izvorima jednostavno naziva kvaternizacijom.[3] Ova reakcija se može koristiti za formiranje jedinjenja sa nejednakim dužinama alkilnih lanaca; na primer pri pravljenju katjonskih surfaktanata jedna od alkil grupa amina je obično duža od drugih.[4] Tipična sinteza benzalkonijum hlorida se izvodi koristeći dugolančani alkildimetilamin i benzil hlorid:
Sa izuzetno jakim bazama, kvaternarni katjoni se degradiraju. Oni podležu Somalet-Hauserom[7] i Stivensovom rearanžmanu,[8] kao i dealkilaciji pod oštrim uslovima. Kvaternarni amonijum katjoni koji sadrže N–C–C–H jedinice mogu da podlegnu Hofmanovoj eliminaciji i Emdeovoj degradaciji.