I organisk kemi er en carbonylgruppe en funktionel gruppe, der består af et carbonatom dobbeltbundet til et iltatom (se figuren til højre).
I uorganiske eller eller organometalliske komplekser bruges carbonyl også om carbonmonoxid, C≡O, som ligand, fx metal carbonyler. I dette tilfælde er kulstof tripelbundet til ilt, se f.eks. kulilte-frigivende molekyler
Carbonylgrupper indgår i en række funktionelle grupper:
Carbonylgrupper indgår typisk i tre typer reaktioner:
Ved 1. dannes et tetraedrisk additionsprodukt. Hvis carbonylforbindelsen var et syrederivat kan dette additionsprodukt undergå elimination, som medføre dannelsen af en ny carbonylforbindelse
2. er som regel kun første trin i en længere reaktionsvej. Det forøger reaktiviteten af carbonylgruppen, så reaktioner af typerne 1. og 3. nemmere forløber.
α-H'et, dvs. et H-atom der sidder på et carbonatom direkte bundet til en carbonylgruppe er surt. Dets pKa er ca. 20 for aldehyder og ketoner og ca. 25 for syrederivater. Fjernelse af dette H med base medfører dannelse af et enolat, der er nucleophilt på α-C'et