Karboksilne kisline so velika skupina kemičnih spojin, ki imajo vse skupno določeno strukturo, sestavljeno iz treh najpomembnejših elementov na zemlji – ogljika, kisika in vodika. Te različne spojine sestavljajo najbolj razširjene naravno prisotne organske kisline. Rahlo pekoča kislost citrusov, kot so limone, izvira iz enega primera, imenovanega citronska kislina. Večina spojin je kemično relativno preprostih, kot kislina pa precej šibkih. Karboksilne kisline imajo same po sebi vitalno uporabo, še pomembneje pa je, da jih je dokaj enostavno razgraditi in ponovno kombinirati z drugimi kemičnimi spojinami, da nastanejo bolj zapletene snovi.
Kisline imajo vedno kemično podstrukturo, ki jo sestavljajo ogljikov atom, vodikov atom in dva kisikova atoma, imenovana karboksilna skupina. Na atom ogljika so vezane tudi številne organske molekule, nekatere precej zapletene. Karboksilnih skupin je lahko tudi več. Dikarboksilne kisline imajo dve, trikarboksilne kisline pa tri, nekatere kisline pa imajo lahko tudi 20 karboksilnih skupin.
Ena od značilnosti karboksilnih kislin, zaradi katerih so tako uporabne za organsko življenje, je, da se zlahka raztopijo v posameznih molekulah v topilih, vključno z vodo. Tudi najbolj zapleteni in trdovratni so običajno topni v alkoholni raztopini. Trikarboksilna citronska kislina je pogosta sestavina v pijačah soda pop in v drugi predelani hrani.
Drug pogost aditiv za živila je ocetna kislina v kisu. Komercialno se uporablja tudi za zaustavitev kemičnih reakcij med obdelavo fotografskega filma. Skoraj polovica svetovne zaloge ocetne kisline pa se kemično pretvori v vinil acetat, eno od bistvenih sestavin lepil in barv. Podobno kot druge spojine, kot je akrilna kislina, je vinil acetat mogoče nadalje kemično predelati v plastiko.
Ta vsestranskost karboksilnih kislin izhaja iz enostavnosti prekinitve njihovih kemičnih vezi. Eden od dokazov tega je otroški model vulkana, ki vsebuje steklenico kisa. Ko dodamo čajno žličko sode bikarbone ali natrijevega bikarbonata, steklenica močno brbota v peni vode, ogljikovega dioksida in natrijevega acetata. Ljudje in večina drugih živali večino svoje energije pridobivajo iz prebavljene hrane s pomočjo vrste kemičnih reakcij, imenovanih »cikel citronske kisline«.
Aminokisline so tudi med najpomembnejšimi karboksilnimi kislinami v naravi. Imenujejo jih “gradniki beljakovin”. Beljakovine pa ustvarjajo skoraj neskončno raznolikost organskih tkiv, od las, kože, srca do drevesnega lubja. Znanstveniki so uporabili to iztočnico, da bi uporabili kisline ali jih kemično prikrili v najrazličnejše aplikacije. Parfumi, industrijska belila, konzervansi za živila in farmacevtska zdravila so le še nekaj primerov.