Karboksyylihapot ovat suuri joukko kemiallisia yhdisteitä, joilla kaikilla on tietty yhteinen rakenne ja jotka koostuvat kolmesta tärkeimmästä elementistä maan päällä – hiilestä, hapesta ja vedystä. Nämä erilaiset yhdisteet muodostavat runsaimmat, luonnossa esiintyvät orgaaniset hapot. Sitrushedelmien, kuten sitruunoiden, hieman pistävä happamuus tulee yhdestä esimerkistä, jota kutsutaan sitruunahapoksi. Suurin osa yhdisteistä on kemiallisesti suhteellisen yksinkertaisia ja happona melko heikkoja. Karboksyylihapoilla on itsessään elintärkeitä käyttötarkoituksia, mutta mikä tärkeintä, ne on melko helppo hajottaa ja yhdistää uudelleen muiden kemiallisten yhdisteiden kanssa monimutkaisempien aineiden luomiseksi.
Happoilla on aina kemiallinen osarakenne, joka koostuu hiiliatomista ja vetyatomista ja kahdesta happiatomista, joita kutsutaan karboksyyliryhmäksi. Myös hiiliatomiin on kiinnitetty laaja valikoima orgaanisia molekyylejä, joista jotkut ovat melko monimutkaisia. Myös karboksyyliryhmiä voi olla enemmän kuin yksi. Dikarboksyylihapoissa on kaksi, trikarboksyylihapossa kolme ja joissakin hapoissa voi olla jopa 20 karboksyyliryhmää.
Yksi karboksyylihappojen ominaisuuksista, jotka tekevät niistä niin hyödyllisiä orgaaniselle elämälle, on se, että ne liukenevat helposti yksittäisiksi molekyyleiksi liuottimissa, mukaan lukien vesi. Jopa monimutkaisimmat ja itsepäisimmät niistä ovat yleensä liukoisia alkoholiliuokseen. Trikarboksyyli -sitruunahappo on yleinen ainesosa soodapop -juomissa ja muissa jalostetuissa elintarvikkeissa.
Toinen yleinen elintarvikelisäaine on etikkahappo etikassa. Sitä käytetään myös kaupallisesti kemiallisten reaktioiden pysäyttämiseen valokuvauskalvon käsittelyn aikana. Lähes puolet maailman etikkahappotarjonnasta muuttuu kuitenkin kemiallisesti vinyyliasetaatiksi, joka on yksi liimojen ja maalien olennaisista ainesosista. Muiden yhdisteiden, kuten akryylihapon, tavoin vinyyliasetaattia voidaan edelleen kemiallisesti käsitellä muoviksi.
Tämä karboksyylihappojen monipuolisuus johtuu niiden kemiallisten sidosten katkaisemisesta. Yksi osoitus tästä on lapsen tulivuorimalli, joka sisältää pullon etikkaa. Kun lisätään teelusikallinen ruokasoodaa tai natriumbikarbonaattia, pullo kuplii voimakkaasti veden, hiilidioksidin ja natriumasetaatin vaahdossa. Ihmiset ja useimmat muut eläimet saavat suurimman osan energiastaan sulatetusta ruoasta useiden kemiallisten reaktioiden kautta, joita kutsutaan sitruunahapposykliksi.
Aminohapot ovat myös luonnon tärkeimpiä karboksyylihappoja. Niitä kutsutaan “proteiinien rakennuspalikoiksi”. Proteiinit puolestaan luovat lähes rajattoman määrän orgaanisia kudoksia, hiuksista, ihosta, sydämestä puunkuoreen. Tutkijat ovat ottaneet tämän vihjeen hyödyntääkseen happoja tai peittääkseen ne kemiallisesti monenlaisiin sovelluksiin. Hajuvedet, teolliset valkaisuaineet, elintarvikkeiden säilöntäaineet ja lääkkeet ovat vain muutamia esimerkkejä.