Die Hydroxylgruppe ist eine funktionelle Gruppe, die aus einem Wasserstoffatom besteht, das kovalent an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Hydroxylgruppe wird in chemischen Strukturen mit -OH bezeichnet und hat eine Valenzladung von -1. Das Hydroxylradikal ist sehr reaktiv und reagiert daher schnell mit anderen chemischen Spezies. Hydroxylradikale können DNA- und Zellschäden verursachen.
Die Begriffe "Hydroxyl" und "Hydroxy" werden in der Regel synonym verwendet, aber sie bedeuten technisch nicht dasselbe. Der Ausdruck Hydroxyl bedeutet den Rest OH. Die funktionelle Gruppe -OH wird geeigneter als Hydroxygruppe bezeichnet. Ferner ist die [OH-] Anion, das als Hydroxid bezeichnet wird, besteht aus einer Hydroxygruppe.