Inom kemi är karboxylgruppen en organisk, funktionell grupp bestående av en kol atom det är dubbelbunden till en syre atom och enskilt bundna till en hydroxylgrupp. Ett annat sätt att se det är som en karbonylgrupp (C = O)
som har en hydroxylgrupp (O-H) bunden till kolatomen.
De karboxylgrupp kallas ibland karboxigruppen, den funktionella karboxylgruppen eller karboxylradikalen. Det är vanligtvis skrivet som -C (= O) OH eller -COOH.
Karboxylgrupper joniseras genom att frigöra väteatomen från -OH-gruppen. H+, som är en gratis proton, släpps. Således gör karboxylgrupper goda syror. När väte lämnar har syreatomen en negativ laddning som den delar med den andra syreatomen i gruppen, vilket gör att karboxylen förblir stabil även när den oxideras.
Det mest kända exemplet på en molekyl med en karboxylgrupp är troligtvis en karboxylsyra. Den allmänna formeln för en karboxylsyra är R-C (O) OH, där R är valfritt antal kemiska arter. Karboxylsyror finns i ättiksyra och aminosyrorna som används för att bygga proteiner.
Eftersom vätejonet lossnar så lätt finns molekylen oftast som en karboxylat-anjon, R-COO-. Anjonen namnges med suffixet -at. Exempelvis blir ättiksyra (en karboxylsyra) acetatjonen.