El etanol y el dimetil éter tienen la misma fórmula molecular, C₂H₆O. Sin embargo, poseen propiedades diferentes. El etanol es un líquido que se mezcla con agua y hierve a 78 grados Celsius. El dimetil éter es un gas que se disuelve poco en agua y hierve a -24 grados Celsius. La diferencia radica en la disposición de los átomos. El etanol tiene un grupo hidroxilo (-OH). El dimetil éter tiene un grupo éter (-O-). El grupo funcional determina las propiedades.

Un grupo funcional es un grupo específico de átomos responsable de las reacciones características de una molécula. Es la parte reactiva de la molécula. El resto de la molécula, llamado esqueleto de carbono, afecta la solubilidad, el punto de ebullición y el tamaño, pero el grupo funcional determina su química. Algunos grupos funcionales comunes son hidroxilo, carbonilo, carboxilo, amino, sulfhidrilo, fosfato y metilo. Cada uno tiene su propia reactividad.

Los grupos funcionales son la base de la química orgánica. Clasifican las moléculas en familias: alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, aminas, tioles, entre otros. Determinan cómo interactúan las moléculas entre sí y con los sistemas biológicos. Son los sitios donde tienen lugar las reacciones químicas en el metabolismo, la acción de los fármacos y la síntesis de materiales.

La identificación de grupos funcionales es una habilidad clave en química orgánica. La espectroscopia, especialmente la infrarroja y la de resonancia magnética nuclear (RMN), revela qué grupos están presentes. El espectro infrarrojo muestra bandas de absorción características para cada grupo. El espectro de RMN muestra el entorno de cada átomo de hidrógeno o carbono. En conjunto, revelan la estructura de una molécula.