Związki powstałe w wyniku podstawienia protonu fluorowcem ( \( {-}\ce{X} \) ) nazywane są halogenkami węglowodorów ( Rys. 1 ). Pochodne powstałe przez wprowadzenie grupy hydroksylowej \( ({-}\ce{OH}) \) lub aminowej \( ({–}\ce{NH}{_2}) \) w miejsce protonu są nazywane, odpowiednio, alkoholami lub fenolami i aminami. Pochodne węglowodorów pochodzące od podstawienia protonu grupą kwasową \( ({–}\ce{C(}{=}\ce{O)}{-}\ce{OH}) \) są nazywane kwasami karboksylowymi. Estry, halogenki kwasowe, amidy, czy aldehydy są związkami pochodzącymi od kwasów karboksylowych, w których  grupa hydroksylowa została podstawiona odpowiednimi grupami atomów, takimi jak: \( {-}\ce{OR} \) (gdzie: R− oznacza grupę alkilową lub arylową), \( {-}\ce{X} \), \( {-}\ce{NR}{_2} \), czy \( {-}\ce{H} \) ( Rys. 2 ).

Jedną z głównych przyczyn klasyfikacji związków chemicznych za pomocą ich grup funkcyjnych jest to, iż podział ten odzwierciedla zachowanie chemiczne tych związków. Należy przez to rozumieć, że reakcje związków chemicznych i w pewnym stopniu ich właściwości fizyczne zależą od natury grup funkcyjnych. Jest to związane z faktem, iż wiele reakcji organicznych obejmuje przekształcenie grupy funkcyjnej związku chemicznego, w czasie których pozostaje niezmieniona reszta cząsteczki. Na przykład, alkohole można przekształcić w halogenki organiczne, etery, czy aminy bez zmiany struktury łańcucha węglowodorowego. Ponadto, można oczekiwać, że dowolny związek chemiczny posiadający określoną grupę funkcyjną będzie ulegał reakcjom charakterystycznym dla tej grupy funkcyjnej.

W organizmach żywych i materii organicznej powszechnie występują także związki siarkoorganiczne i fosforoorganiczne, które zawierają w swojej strukturze wiązania, odpowiednio, węgiel-siarka i węgiel-fosfor. Na przykład, tiole są odpowiednikami alkoholi w strukturze, których atom tlenu grupy hydroksylowej został zastąpiony atomem siarki \( ({−}\text{SH}) \). Podobnie tioestry i tioetery są analogami, odpowiednio, estrów i eterów ( Rys. 3 ).