Os grupos funcionais são um grupo de átomos com propriedades características que, quando ligados ao esqueleto de carbono de uma molécula, alteram as propriedades dessa molécula. Por exemplo, a presença de certos grupos funcionais em uma molécula irá torná-la hidrófila, enquanto que outros irão torná-la hidrófoba. Estes grupos funcionais são uma parte indispensável da química orgânica e componentes importantes de moléculas biológicas, tais como hidratos de carbono, proteínas, lípidos, e ácidos nucleicos. Cada grupo funcional é um arranjo único de átomos e é atribuído um nome para a combinação de átomos que compõem o grupo.

Hidrocarbonetos
Ligações fortes e estáveis entre átomos de carbono produzem moléculas complexas que contêm cadeias, ramificações, e anéis. A química destes compostos é chamada química orgânica. Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos apenas por carbono e hidrogénio. Os alcanos são hidrocarbonetos saturados—isto é, hidrocarbonetos que contêm apenas ligações simples. Os alcenos contêm uma ou mais ligações duplas carbono-carbono. Os alcinos contêm uma ou mais ligações triplas carbono-carbono. Os hidrocarbonetos aromáticos contêm estruturas em anel. Eles também são conhecidos como grupos arilo.

Álcoois e Éteres
Muitos compostos orgânicos que não são hidrocarbonetos podem ser pensados como derivados de hidrocarbonetos. Um derivado de hidrocarboneto pode ser formado substituindo um ou mais átomos de hidrogénio de um hidrocarboneto por um grupo funcional, que contém pelo menos um átomo de um elemento que não o carbono ou o hidrogénio. As propriedades dos derivados de hidrocarbonetos são determinadas em grande parte pelo grupo funcional. O grupo –OH, conhecido como grupo hidroxilo, é o grupo funcional de um álcool. O grupo –R–O–R– é o grupo funcional de um éter.

Aldeídos, Cetonas, Ácidos Carboxílicos, e Ésteres
Grupos funcionais relacionados com o grupo carbonilo incluem o grupo –CHO de um aldeído, o grupo –CO– de uma cetona, o grupo –COOH de um ácido carboxílico, e o grupo –COOR de um éster. O grupo carbonilo, uma ligação dupla carbono-oxigénio, é a estrutura-chave nestas classes de moléculas orgânicas: os aldeídos contêm pelo menos um átomo de hidrogénio ligado ao átomo de carbono do carbonilo, as cetonas contêm dois grupos de carbono ligados ao átomo de carbono do carbonilo, os ácidos carboxílicos contêm um grupo hidroxilo ligado ao átomo de carbono do carbonilo, e os ésteres contêm um átomo de oxigénio ligado a outro grupo de carbono ligado ao átomo de carbono do carbonilo. Todos estes compostos contêm átomos de carbono oxidados em relação ao átomo de carbono de um grupo de álcool.

Aminas
A adição de azoto em um quadro orgânico leva a duas famílias de moléculas. Os compostos que contêm um átomo de azoto ligado em um quadro de hidrocarbonetos são classificados como aminas.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 20.1: Hydrocarbons, Openstax, Chemistry 2e, Section 20.2: Alcohols and Ethers, Openstax, Chemistry 2e, Section 20.3: Aldehydes, Ketones, Carboxylic Acids, and Esters, e Openstax, Chemistry 2e, Section 20.4: Amines and Amides.