De hydroxylgroep is een functionele groep bestaande uit een waterstofatoom covalent gebonden aan een zuurstofatoom. De hydroxylgroep wordt aangegeven met -OH in chemische structuren en heeft een valentie lading van -1. Het hydroxylradicaal is zeer reactief, zodat het snel reageert met andere chemische soorten. Hydroxylradicalen kunnen DNA- en celschade veroorzaken.
De termen "hydroxyl" en "hydroxy" worden meestal door elkaar gebruikt, maar technisch gezien betekenen ze niet hetzelfde. De term hydroxyl betekent het radicaal OH. De functionele groep -OH wordt beter een hydroxygroep genoemd. Verder is de [OH-] anion, dat hydroxide wordt genoemd, bestaat uit een hydroxygroep.