Hidroksilgrupa ir divu atomu savienojums, viens ūdeņraža un viens skābekļa atoms, kas darbojas kā viena vienība, izmantojot kovalento saiti. Tas var pastāvēt vai nu kā lielākas molekulas neitrāla daļa, vai arī to var brīvāk turēt jonu formā, nesot papildu elektronu, kas atrodas uz tā skābekļa. Abas hidroksila šķirnes ir diezgan reaģējošas un noderīgas ķīmiķim. Hidroksils ir absolūti nepieciešams dzīvībai.
Sārmu metālu joni, kas ietver nātriju vai kāliju, veido spēcīgas ķīmiskas bāzes, kad tie ir savienoti ar hidroksiljoniem. Daži to piemēri ir nātrija hidroksīds un kālija hidroksīds. Nosaukuma maiņa uz hidroksīdu atspoguļo faktu, ka, izšķīdinot ūdenī, skābeklis pārnēsā iepriekš minēto papildu elektronu.
Hidroksīdi neitralizē skābes, veidojot savienojumus, ko sauc par sāļiem. Veidojas arī ūdens molekula. Tādējādi nātrija hidroksīds reaģē ar sālsskābi, veidojot parasto galda sāli un ūdeni.
Organiskajā ķīmijā hidroksilgrupa ir daļa no spirtu, cukuru un fenolu struktūrām. Tāpat kā neorganisko skābju-bāzes reakcijās, hidroksilgrupa piešķir organiskiem savienojumiem reaktivitātes mērauklu, ļaujot veikt ķīmiskas izmaiņas. Divas etanola molekulas, spirts, kas atrodams vīnā un alū, savienojas ar dehidratāciju, veidojot vienu ētera molekulu, ko izmantoja 19. gadsimta ķirurģiskajās procedūrās. Organiskie savienojumi, kas satur divas hidroksilgrupas vienā molekulā, reaģē ar tiem, kas satur divas skābes grupas, veidojot poliestera atlikumus, ko izmanto pudelēs, riepās, apģērbā un tekstilizstrādājumos.
Viena ļoti īpaša hidroksilgrupas spēja ir tās spēja veidot vājas ūdeņraža saites papildus kovalentajai saitei ar skābekli un saitei ar citiem atomiem caur skābekli. Ūdenī šīs ūdeņraža saites veidojas starp ūdeņraža atomu un citiem tuvumā esošajiem atomiem. Piedalās arī skābekļa atoms. Šķīstošās cietās vielas, piemēram, sudraba nitrāta, kristāls, ja to ievieto tīrā ūdenī, daļēji ātri izšķīst, jo ūdeņraža atomi velk visattālākos nitrātu jonus, bet skābekļa atomi pievelk sudraba jonus.
Nevienā jomā hidroksilgrupa nav svarīgāka par dzīviem organismiem. Ūdeņraža saites ietekmē apkārtējo molekulu attālumu un konfigurāciju. Pārvēršoties ledū, ūdens iegūst mazāk blīvu struktūru nekā šķidram ūdenim. Tas nozīmē, ka ledus ir vieglāks par ūdeni, tāpēc tas peld pa ūdeni.
Ja sasalušais ūdens būtu blīvāks par tā šķidro formu, kā tas ir lielākajai daļai vielu, tas sasaltu un nogrimtu un nekad vairs nesaņemtu saules starus, lai atkausētu. Šķidrums, kas palika virs ledus, atkārtos šo procesu. Galu galā daudzi ūdens baseini kļūtu par cietu ledu.
Turklāt neorganiskā ūdens molekula nodrošina dzīvību. Ūdens satur lielāko procentuālo hidroksilgrupu no jebkura savienojuma. Vēl viena dzīvībai absolūti nepieciešama ķīmiska viela ir DNS, ko dažreiz sauc par “dzīvības pavedienu”. DNS struktūras pamatā ir garas ķēdes, kas iegūtas no hidroksilgrupu saturošiem cukuriem un hidroksilgrupu saturošām fosfātu grupām.
Tie ir cukuri, un fosfātu grupas ir savienotas ar esteru saitēm, kas arī nāk no hidroksilgrupām. DNS nosaka un satur lielāko daļu augu un dzīvnieku, tostarp cilvēku, iedzimto īpašību. Tādējādi hidroksilgrupa ir viena no vissvarīgākajām struktūrām, kas atrodamas laboratorijā un dabā.