官能团是分子内产生特征化学反应的特定原子或原子排列。了解官能团反应性是有机化学的基础，对于预测合成和生化途径中的反应结果至关重要。

醇 (R-OH)

使用 KMnO4、K2Cr2O7 或 PCC（氯铬酸吡啶鎓）等试剂将伯醇氧化为醛，然后氧化为羧酸。仲醇氧化成酮，而叔醇抗氧化。醇与羧酸在酸催化剂 (H2SO4) 存在下通过费歇尔酯化反应形成酯和水。浓 H2SO4 或 H3PO4 在高温下使醇脱水生成烯烃。

羰基化合物 (C=O)

醛和酮与格氏试剂、氢化物还原剂（NaBH4、LiAlH4）和氰化氢发生亲核加成反应，形成醇、氰醇和其他加合物。羟醛缩合涉及醛或酮的烯醇化物与羰基反应形成β-羟基羰基化合物，该化合物可以脱水形成α,β-不饱和体系。当醛和酮在酸催化剂存在下与醇反应形成缩醛时，就会形成缩醛，缩醛充当羰基的保护基团。

羧酸及其衍生物 (R-COOH)

羧酸通过酰基碳上的亲核酰基取代形成酰氯（与 SOCl2 或 PCl5）、酸酐、酯和酰胺。 LiAlH4 将羧酸还原为伯醇，而硼烷 (BH3) 选择性还原酸而不影响酯。用碱加热羧酸可以诱导脱羧，去除二氧化碳以形成烷烃或烯烃，特别是对于 β-酮酸。

胺 (R-NH2)

胺充当碱，脂肪族胺 (pKa ~10-11) 的碱性比芳香胺 (pKa ~4-5) 更强。它们在碱存在下通过肖滕-鲍曼反应与酰氯或酸酐反应形成酰胺。芳香族伯胺在 0-5°C 下与 NaNO2 和 HCl 反应形成重氮盐，这是偶氮染料和取代反应的关键中间体。

烯烃 (C=C)

烯烃与卤素（Br2、Cl2）、卤化氢（HX）和水（H2O/H+）发生亲电加成，分别形成二卤化物、烷基卤化物和醇。氢气与金属催化剂（Pd/C、PtO2）通过加氢将烯烃还原为烷烃。烯烃还通过自由基、阳离子或阴离子机制进行链增长聚合，形成聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯。