Ethanol og dimethylether har den samme molekylformel, C2H6O. Men de har forskellige egenskaber. Ethanol er en væske, der blandes med vand og koger ved 78 grader Celsius. Dimethylether er en gas, der kun er tungtopløselig i vand og koger ved minus 24 grader Celsius. Forskellen er atomernes arrangement. Ethanol har en hydroxylgruppe (-OH). Dimethylether har en ethergruppe (-O-). Den funktionelle gruppe bestemmer egenskaberne.

En funktionel gruppe er en specifik gruppe af atomer, der er ansvarlige for et molekyles karakteristiske reaktioner. Det er den reaktive del af molekylet. Resten af ​​molekylet, kaldet kulstofskelettet, påvirker opløselighed, kogepunkt og størrelse, men den funktionelle gruppe bestemmer kemien. Almindelige funktionelle grupper omfatter hydroxyl, carbonyl, carboxyl, amino, sulfhydryl, fosfat og methyl. Hver har sin egen reaktivitet.

Funktionelle grupper er grundlaget for organisk kemi. De klassificerer molekyler i familier: alkoholer, aldehyder, ketoner, carboxylsyrer, aminer, thioler og andre. De bestemmer, hvordan molekyler interagerer med hinanden og med biologiske systemer. De er steder for kemiske reaktioner i metabolisme, lægemidlers virkning og materialesyntese.

At identificere funktionelle grupper er en nøglefærdighed i organisk kemi. Spektroskopi, især infrarød og kernemagnetisk resonans, afslører hvilke grupper der er til stede. Det infrarøde spektrum viser karakteristiske absorptionsbånd for hver gruppe. NMR-spektret viser miljøet for hvert hydrogen- eller kulstofatom. Sammen afslører de strukturen af ​​et molekyle.