Karboksilne kiseline su velika skupina kemijskih spojeva koji svi imaju određenu zajedničku strukturu, koja se sastoji od tri najvažnija elementa na Zemlji – ugljika, kisika i vodika. Ti različiti spojevi čine najzastupljenije, prirodno prisutne organske kiseline. Blago peckava kiselost citrusnog voća, poput limuna, dolazi iz jednog primjera koji se zove limunska kiselina. Većina spojeva kemijski je relativno jednostavna, a kao kiselina prilično slaba. Karboksilne kiseline same po sebi imaju vitalnu namjenu, ali što je još važnije, prilično ih je lako razdvojiti i rekombinirati s drugim kemijskim spojevima kako bi se stvorile složenije tvari.
Kiseline uvijek imaju kemijsku podstrukturu koja se sastoji od atoma ugljika, atoma vodika i dva atoma kisika koji se nazivaju karboksilna skupina. Uz atom ugljika također je vezan veliki izbor organskih molekula, od kojih su neke prilično složene. Također može postojati više od jedne karboksilne skupine. Dikarboksilne kiseline imaju dvije dok trikarboksilne kiseline imaju tri, a neke kiseline mogu imati čak 20 karboksilnih skupina.
Jedna od karakteristika karboksilnih kiselina koja ih čini toliko korisnima za organski život je da se lako otapaju u pojedinačne molekule u otapalima, uključujući vodu. Čak i najkompleksniji i najtvrdokorniji od njih obično su topljivi u alkoholnoj otopini. Trikarboksilna limunska kiselina čest je sastojak u napitcima od soda i druge prerađene hrane.
Još jedan uobičajeni dodatak hrani je octena kiselina u octu. Također se komercijalno koristi za zaustavljanje kemijskih reakcija tijekom obrade fotografskog filma. Gotovo polovica svjetske zalihe octene kiseline, međutim, kemijski se pretvara u vinil acetat, jedan od bitnih sastojaka ljepila i boja. Slično drugim spojevima kao što je akrilna kiselina, vinil acetat se može dalje kemijski preraditi u plastiku.
Ova svestranost karboksilnih kiselina proizlazi iz lakoće razbijanja njihovih kemijskih veza. Jedan dokaz toga je dječji model vulkana koji sadrži bocu octa. Kada se doda žličica sode bikarbone, ili natrijevog bikarbonata, boca naglo mjehuri u pjeni vode, ugljičnog dioksida i natrijevog acetata. Ljudi i većina drugih životinja većinu svoje energije dobivaju iz probavljene hrane kroz niz kemijskih reakcija koje se nazivaju “ciklus limunske kiseline”.
Aminokiseline su također među najvažnijim prirodnim karboksilnim kiselinama. Zovu ih “građevinski blokovi proteina”. Proteini, zauzvrat, stvaraju gotovo beskonačnu raznolikost organskih tkiva, od kose, kože, srca do kore drveta. Znanstvenici su prihvatili ovaj znak kako bi upotrijebili kiseline ili ih kemijski prikrili u široku paletu primjena. Parfemi, industrijska izbjeljivača, konzervansi za hranu i farmaceutski lijekovi samo su još nekoliko primjera.