I organisk kemi er en carbonylgruppe en funktionel gruppe, der består af et carbonatom dobbeltbundet til et iltatom (se figuren til højre).
I uorganiske eller eller organometalliske komplekser bruges carbonyl også om carbonmonoxid, C≡O, som ligand, fx metal carbonyler. I dette tilfælde er kulstof tripelbundet til ilt, se f.eks. kulilte-frigivende molekyler