Hydroksyyli on kahden atomin, yhden vedyn ja toisen hapen, yhdistäminen, joka toimii yhtenä yksikkönä kovalenttisen sidoksen kautta. Se voi esiintyä joko suuremman molekyylin neutraalina osana tai sitä voidaan pitää löysämmin ionimuodossa ja kuljettaa ylimääräistä elektronia sen hapen päällä. Molemmat hydroksyylilajit ovat melko reaktiivisia ja hyödyllisiä kemistille. Hydroksyyli on ehdottoman välttämätön elämälle.
Alkalimetalli -ionit, jotka sisältävät natriumia tai kaliumia, muodostavat vahvoja kemiallisia emäksiä, kun ne ovat kiinnittyneet hydroksyyli -ioneihin. Esimerkkejä näistä ovat natriumhydroksidi ja kaliumhydroksidi. Nimen muutos hydroksidiksi kuvastaa sitä tosiasiaa, että happi kuljettaa veteen liuennessaan edellä mainitun lisäelektronin.
Hydroksidit neutraloivat hapot muodostaen yhdisteitä, joita kutsutaan suoloiksi. Muodostuu myös vesimolekyyli. Siten natriumhydroksidi reagoi suolahapon kanssa muodostaen tavallisen ruokasuolan ja veden.
Orgaanisessa kemiassa hydroksyyliryhmä on osa alkoholien, sokerien ja fenolien rakenteita. Kuten epäorgaanisten happo-emäsreaktioiden tapauksessa, hydroksyyli antaa reaktiivisuuden mitta orgaanisille yhdisteille, mikä mahdollistaa kemiallisen muutoksen. Kaksi etanolimolekyyliä, viinistä ja oluesta löytyvä alkoholi, yhdistyvät kuivumalla tuottamaan yhden eetterimolekyylin, jota käytettiin 19-luvun kirurgisissa toimenpiteissä. Orgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät kaksi hydroksyyliryhmää molekyyliä kohden, reagoivat niiden kanssa, jotka sisältävät kaksi happoryhmää, muodostaen polyesterijäämiä, joita käytetään pulloissa, renkaissa, vaatteissa ja tekstiileissä.
Yksi hydroksyyliryhmän erityinen kapasiteetti on sen kyky muodostaa heikkoja vety- sidoksia sen kovalenttisen sidoksen lisäksi hapen kanssa ja sen sidos muihin atomeihin hapen kautta. Vedessä nämä vetysidokset muodostuvat vetyatomin ja muiden lähellä olevien atomien välille. Myös happiatomi osallistuu. Liukoisen kiinteän aineen kide, kuten hopeanitraatti, jos se asetetaan puhtaaseen veteen, liukenee nopeasti osittain, koska vetyatomit vetävät uloimpia nitraatti -ioneja ja happiatomit hinaavat hopeaioneja.
Mikään alue ei ole tärkeämpi kuin elävien organismien hydroksyyli. Vetysidokset vaikuttavat ympäröivien molekyylien etäisyyteen ja kokoonpanoon. Jääksi kääntyessään vesi saa vähemmän tiheän rakenteen kuin nestemäinen vesi. Tämä tarkoittaa, että jää on kevyempää kuin vesi, joten se kelluu veden päällä.
Jos jäätynyt vesi olisi nestemäistä tiheämpää, kuten useimpien aineiden tapauksessa, se jäätyy ja vajoaa eikä koskaan saa auringon säteitä sulamaan uudelleen. Jään yläpuolelle jäänyt neste toistaa prosessin. Lopulta monista vesialtaista tulee kiinteää jäätä.
Lisäksi epäorgaaninen molekyylivesi ylläpitää elämää. Vesi sisältää suurimman prosenttiosuuden hydroksyyleistä kaikista yhdisteistä. Toinen kemikaali, joka on ehdottoman välttämätön elämälle, on DNA, jota joskus kutsutaan ”elämän lankaksi”. DNA: n rakenteen selkäranka on pitkät ketjut, jotka on johdettu hydroksyylipitoisista sokereista ja hydroksyylipitoisista fosfaattiryhmistä.
Nämä ovat sokereita, ja fosfaattiryhmät on kytketty esterisidoksilla, jotka ovat myös peräisin hydroksyyliryhmistä. DNA määrittää ja sisältää suurimman osan kasvien ja eläinten, myös ihmisten, perinnöllisistä piirteistä. Siten hydroksyyli on yksi laboratorion ja luonnon tärkeimmistä rakenteista.