Карбони́льные соедине́ния (оксосоединения), органические соединения, содержащие в молекулах карбонильную группу (оксогруппу) C=O. Обычно к карбонильным соединениям относят только альдегиды и кетоны, однако карбонильная группа содержится также в молекулах сложных эфиров, амидов и других производных карбоновых кислот. Карбонильные соединения бывают алифатическими (насыщенными и ненасыщенными), алициклическими и ароматическими; моно-, ди-, …, поликарбонильными. Химические свойства карбонильных соединений обусловлены высокой полярностью и резонансом структур карбонильной группы:

Резонанс структуры карбонильной группы.Резонанс структуры карбонильной группы.Группа C=O обладает электроноакцепторными свойствами, отрицательными индуктивным и мезомерным эффектами. Карбонильный атом С имеет sp²-гибридизацию, связь C=O находится в одной плоскости с двумя σ-связями, валентные углы близки к 120°. Карбонильные соединения характеризуются высокой реакционной способностью: могут окисляться, восстанавливаться, вступать в различные реакции с нуклеофилами (присоединения, замещения), реакции конденсации и др.