Karbonyl je skupina C=O v molekule. Je to atóm uhlíka a atóm kyslíka s dvojitou väzbou medzi nimi. Uhlík má ďalšie dve väzby, ktoré môžu byť vo všeobecnosti s akoukoľvek inou skupinou. Napríklad karbonyl je C=O kúsok ketónu, aldehydu alebo esteru.
Keďže kyslík je elektronegatívnejší ako uhlík, elektróny vo väzbe smerujú viac k nemu. To znamená, že v kyseline prejde protón na atóm kyslíka. Uhlík aj kyslík v skupine sú sp 2hybridizované.
Karbonyl je veľmi dôležitá funkčná skupina, pretože chemici s ňou môžu uskutočniť mnoho reakcií. Ľahko sa k nej robia nukleofilné adície, čím sa molekula zväčšuje. Takisto sa s ňou dajú ľahko robiť redoxné reakcie, napríklad za vzniku alkoholu. Alkohol je potom tiež veľmi užitočná skupina.
Karbonyly sa nachádzajú v mnohých prírodných látkach a tiež v liekoch a liečivách. Je ľahké zistiť, či sa v molekule nachádza karbonyl. V infračervenej spektroskopii dáva veľmi silný signál. V uhlíkovej NMR spektroskopii je signál zvyčajne na veľmi vysokej frekvencii, ďaleko od mnohých iných píkov.
