Trong hóa học hữu cơ, nhóm cacbonyl là một nhóm chức bao gồm một nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị đôi với một nguyên tử oxy (ký hiệu: C=O). Nhóm cacbonyl tồn tại trong nhiều hợp chất hữu cơ, và thường là một phần nhỏ của các nhóm chức lớn hơn. Nếu một hợp chất tồn tại nhóm cacbonyl, hợp chất đó sẽ được gọi là hợp chất cacbonylNhóm chức cacbonyl có tính phân cực do oxi có độ âm điện lớn hơn cacbon, và vì thế đây làm nhóm rút electron.Nhóm cacbonyl có trong andehit và xeton. Ở xeton, cacbon của nhóm cacbonyl sẽ gắn với hai gốc hiđrôcacbon. Tuy nhiên, ở andehit, cacbon của nhóm này sẽ gắn với hidro ở một đầu còn đầu còn lại gắn với gốc hiđrôcacbon hoặc một nguyên tử hidro khác.Thuật ngữ cacbonyl cũng có thể đề cập đến cacbon monoxit - một phối tử của hóa học vô cơ hoặc một phức hợp của hóa học cơ kim (ví dụ: niken tetracacbonyl).