Etanol och dimetyleter har samma molekylformel, C2H6O. Men de har olika egenskaper. Etanol är en vätska som blandas med vatten och kokar vid 78 grader Celsius. Dimetyleter är en gas som är endast något löslig i vatten och kokar vid minus 24 grader Celsius. Skillnaden ligger i atomernas arrangemang. Etanol har en hydroxylgrupp (-OH). Dimetyleter har en etergrupp (-O-). Den funktionella gruppen bestämmer egenskaperna.

En funktionell grupp är en specifik grupp av atomer som ansvarar för en molekyls karakteristiska reaktioner. Det är den reaktiva delen av molekylen. Resten av molekylen, kallad kolskelettet, påverkar löslighet, kokpunkt och storlek, men den funktionella gruppen bestämmer kemin. Vanliga funktionella grupper inkluderar hydroxyl, karbonyl, karboxyl, amino, sulfhydryl, fosfat och metyl. Var och en har sin egen reaktivitet.

Funktionella grupper är grunden för organisk kemi. De klassificerar molekyler i familjer: alkoholer, aldehyder, ketoner, karboxylsyror, aminer, tioler och andra. De avgör hur molekyler interagerar med varandra och med biologiska system. De är platserna för kemiska reaktioner i metabolism, läkemedelsverkan och materialsyntes.

Att identifiera funktionella grupper är en viktig färdighet inom organisk kemi. Spektroskopi, särskilt infraröd och kärnmagnetisk resonans, avslöjar vilka grupper som finns. Det infraröda spektrumet visar karakteristiska absorptionsband för varje grupp. NMR-spektrumet visar omgivningen för varje väte- eller kolatom. Tillsammans avslöjar de en molekyls struktur.