Ethanol en dimethylether hebben dezelfde molecuulformule, C₂H₆O. Maar ze hebben verschillende eigenschappen. Ethanol is een vloeistof die mengbaar is met water en kookt bij 78 graden Celsius. Dimethylether is een gas dat slechts licht oplosbaar is in water en kookt bij -24 graden Celsius. Het verschil zit hem in de rangschikking van de atomen. Ethanol heeft een hydroxylgroep (-OH). Dimethylether heeft een ethergroep (-O-). De functionele groep bepaalt de eigenschappen.

Een functionele groep is een specifieke groep atomen die verantwoordelijk is voor de karakteristieke reacties van een molecuul. Het is het reactieve deel van het molecuul. De rest van het molecuul, het koolstofskelet, beïnvloedt de oplosbaarheid, het kookpunt en de grootte, maar de functionele groep bepaalt de chemische eigenschappen. Veelvoorkomende functionele groepen zijn onder andere hydroxyl, carbonyl, carboxyl, amino, sulfhydryl, fosfaat en methyl. Elk heeft zijn eigen reactiviteit.

Functionele groepen vormen de basis van de organische chemie. Ze classificeren moleculen in families: alcoholen, aldehyden, ketonen, carbonzuren, aminen, thiolen en andere. Ze bepalen hoe moleculen met elkaar en met biologische systemen interageren. Ze zijn de plaatsen waar chemische reacties plaatsvinden in het metabolisme, de werking van geneesmiddelen en de synthese van materialen.

Het identificeren van functionele groepen is een essentiële vaardigheid in de organische chemie. Spectroscopie, met name infraroodspectroscopie en kernmagnetische resonantie (NMR), onthult welke groepen aanwezig zijn. Het infraroodspectrum toont karakteristieke absorptiebanden voor elke groep. Het NMR-spectrum laat de omgeving van elk waterstof- of koolstofatoom zien. Samen onthullen ze de structuur van een molecuul.