Этанол и диметиловый эфир имеют одинаковую молекулярную формулу, C₂H₆O. Но у них разные свойства. Этанол — это жидкость, которая смешивается с водой и кипит при 78 градусах Цельсия. Диметиловый эфир — это газ, который лишь незначительно растворим в воде и кипит при минус 24 градусах Цельсия. Разница заключается в расположении атомов. Этанол имеет гидроксильную группу (-OH). Диметиловый эфир имеет эфирную группу (-O-). Функциональная группа определяет свойства.

Функциональная группа — это специфическая группа атомов, ответственная за характерные реакции молекулы. Это реакционноспособная часть молекулы. Остальная часть молекулы, называемая углеродным скелетом, влияет на растворимость, температуру кипения и размер, но именно функциональная группа определяет химические свойства. К распространенным функциональным группам относятся гидроксильная, карбонильная, карбоксильная, аминогруппа, сульфгидрильная, фосфатная и метильная группы. Каждая из них обладает своей собственной реакционной способностью.

Функциональные группы являются основой органической химии. Они классифицируют молекулы по семействам: спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, амины, тиолы и другие. Они определяют, как молекулы взаимодействуют друг с другом и с биологическими системами. Они являются местами химических реакций в метаболизме, действии лекарств и синтезе материалов.

Определение функциональных групп — ключевой навык в органической химии. Спектроскопия, особенно инфракрасная и ядерно-магнитная резонансная, позволяет выявить присутствующие группы. Инфракрасный спектр показывает характерные полосы поглощения для каждой группы. Спектр ЯМР показывает окружение каждого атома водорода или углерода. Вместе они позволяют определить структуру молекулы.