Kationske površinsko aktivne snovi so v bistvu mila ali detergenti, pri katerih hidrofilni ali vodoljubni konec vsebuje pozitivno nabit ion ali kation. Tipični primeri so trimetilalkilamonijevi kloridi ter kloridi ali bromidi benzalkonijevih in alkilpiridinijevih ionov. Vsi so primeri kvatov, imenovanih tako, ker vsi vsebujejo kvarterni amonijev ion.
Vsa mila ali površinsko aktivne snovi, skrajšana za površinsko aktivne snovi, delujejo po istem osnovnem principu, ki temelji na dejstvu, da je večina snovi v naravi bodisi hidrofilnih, bodisi vodoljubnih ali lipofilnih ali maščobnih. Hidrofilne snovi se zlahka raztopijo v vodi, lipofilne pa v ogljikovodikih, ki so organske spojine, ki vsebujejo veliko ogljika in vodika.
Običajna naloga teh mil ali detergentov je, da naredijo lipofilne snovi – kot so olja, maščobe in masti – topne v vodi, tako da jih je mogoče sprati. Ker voda zlahka raztopi ionske snovi ali materiale, ki vsebujejo enega ali več nabitih atomov, ogljikovodiki pa raztopijo olja, maščobe in maščobe, ima molekula detergenta ogljikovodik in ionski konec. Ogljikovodikov konec molekule mila se raztopi v delcu maščobe ali olja, tako da je ionski konec izpostavljen vodi.
Ko dovolj molekul mila vgradi svoje konce ogljikovodikov v delec, okoliške molekule vode pritegnejo ionske konce površinsko aktivne snovi. Delci se nato emulgirajo ali suspendirajo v vodi. V tej obliki se lahko spere.
Hidrofilni del površinsko aktivne snovi je lahko ena od štirih vrst. Lahko je neionski, vendar še vedno zelo topen v vodi; zwitterionski, kar pomeni, da vsebuje pozitivne in negativne naboje; anionski ali negativno nabiti; ali kationski, ki je pozitivno nabit. Naboj na ionskem delu pomembno vpliva na lastnosti površinsko aktivne snovi.
Mila, strogo opredeljena, so vedno anionska, zato ima nabit konec negativen naboj. Zelo dobro emulgirajo oljno umazanijo in jo zadržijo v vodi ter imajo dobre penelne lastnosti. Lahko pa reagirajo s kovinskimi ioni v trdi vodi, kot sta kalcij in magnezij, da tvorijo netopne milne pene.
Kationske površinsko aktivne snovi so skoraj vse umetne, njihov ionski del pa je pozitivno nabit. So tudi dobra emulgatorja in ne tvorijo netopnih pene s pozitivno nabitimi ioni trde vode. Ugotovljeno je bilo tudi, da so te površinsko aktivne snovi dobri baktericidi in nekateri se uporabljajo kot lokalni antiseptiki. Zaradi njihovih protibakterijskih lastnosti so še posebej uporabni v kopalnicah in razkužilah za roke.
Poleg tega kationske površinsko aktivne snovi privlačijo negativno nabita mesta, ki se naravno pojavljajo na večini tkanin. Lahko se vežejo na ta mesta in tkanini zagotovijo mehak, razkošen občutek. Zaradi tega se pogosto uporabljajo kot mehčalci.