En annan typ av organiska ämnen som kan bildas från kolvätena är karboxylsyror (eller organiska syror som de också kallas). En karboxylsyra är ett kolväte där en eller flera karboxylgrupper (-COOH) har lagts till. Karboxylsyror är i regel svaga syror och spelar en viktig roll i levande organismer. 
De har bland annat viktiga funktioner i ämnesomsättningen och det är lite mer avancerade varianter av karboxylsyror (så kallade aminosyror) som utgör byggstenarna för proteiner. Molekylmodellen till höger föreställer en etansyramolekyl, som är en typisk karboxylsyra.
Vi ska nu titta lite på de allra enklaste karboxylsyrorna (däribland etansyra) och vad de har för egenskaper. Karboxylgruppen skrivs i de flesta fall för sig själv i summaformeln och har här markerats blå för tydlighetens skull.
En karboxylsyra bildas när en alkohol kommer i kontakt med syre. Alkoholen reagerar då och blir till en karboxylsyra. Så här ser reaktionsformeln ut då etanol bildar etansyra. Just denna process låter man ske medvetet vid framställning av vinäger och ättika.
Vissa karboxylsyor innehåller mer än en karboxylgrupp. Ett exempel är ämnet oxalsyra som bland annat finns i växten harsyra (Oxalis acetosella på latin) och rabarber. Vid hög konsumtion är oxalsyra giftigt och kan orsaka njursten hos känsliga personer.
En annan karboxylsyra är citronsyra som i enighet med namnet bland annat ger citroner men också åtskilliga godissorter sin sura smak. Förutom tre karboxylgrupper innehåller citronsyra också en extra OH-grupp.
En extra OH-grupp men likväl bara en karboxylgrupp har också mjölksyra som ger filmjölk dess konsistens och sura smak (samt bildas i muskler vid ansträngning). Nedan visas strukturformlerna för oxalsyra, citronsyra och mjölksyra med förtydligande färgmarkeringar.
