官能团是分子中特定的原子或原子排列，赋予分子特征性化学反应。理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）

伯醇使用KMnO4、K2Cr2O7或PCC（氯铬酸吡啶盐）等试剂氧化为醛，进而氧化为羧酸。仲醇氧化为酮，而叔醇抗氧化。醇与羧酸在酸催化剂（H2SO4）存在下反应生成酯和水，即费歇尔酯化。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，生成醇、氰醇和其他加合物。羟醛缩合涉及醛或酮的烯醇负离子与羰基反应，形成β-羟基羰基化合物，可脱水生成α,β-不饱和体系。缩醛生成发生在醛和酮在酸催化下与醇反应形成缩醛，缩醛可作为羰基的保护基。

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。羧酸与碱共热可发生脱羧反应，脱去CO2生成烷烃或烯烃，尤其适用于β-酮酸。

胺（R-NH2）

胺作为碱，脂肪胺（pKa ~10-11）的碱性比芳香胺（pKa ~4-5）强。胺与酰氯或酸酐在碱存在下反应生成酰胺（肖滕-鲍曼反应）。伯芳香胺在0-5°C下与NaNO2和HCl反应生成重氮盐，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+）发生亲电加成反应，分别生成二卤化物、卤代烷和醇。H2气体在金属催化剂（Pd/C、PtO2）存在下通过氢化将烯烃还原为烷烃。烯烃还可通过自由基、阳离子或阴离子机理进行链增长聚合，生成聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃。