有機化學中，羧酸分子中的羥基被鹵素、氨基等其他原子或原子團取代產生的化合物稱為羧酸衍生物，包括酰鹵、酸酐、酯、酰胺等。
羧酸中羧基碳呈sp2雜化，三個雜化軌道處于同一平面，鍵角大約為120o，其中一個與羰基氧形成σ鍵，一個與氫或烴基碳形成σ鍵。羧基碳上還剩有一個p軌道，與羰基氧上的p軌道經側面重疊形成鍵。羧酸衍生物的結構與羧酸類似。酰胺和酯中，氨基氮或烷氧基氧的孤對電子可以與羰基共軛，但在酰鹵中，這種共軛效應則很弱，主要表現為強的吸電子效應。
