烴分子中的氫原子被硝基（—NO₂）取代所生成的化合物，叫做硝基化合物。硝基化合物和硝酸酯分子中都含有硝基，但它們是兩類不同的有機物。硝基化合物（R—NO₂）分子中的硝基跟烴基中的碳原子連接，而硝酸酯（R—O—NO₂）分子中的硝基通過氧原子跟烴基中的碳原子連接。一硝基化合物（R—NO₂）和亞硝酸酯（R—ONO）互為同分異構體。硝基化合物一般有顏色，能被多種試劑還原。在酸性條件下，硝基還原成氨基。例如，硝基苯（C₆H₅NO₂）還原成苯胺（C₆H₅NH₂）。在堿性條件下比較復雜，會發生還原和縮合反應，形成一系列的含氮有機化合物。芳香族多硝基化合物有強氧化性，能用作炸藥（如TNT）。