Grupa nitrowa – grupa funkcyjna związków organicznych o wzorze ogólnym , składająca się z jednego atomu azotu i dwóch atomów tlenu przyłączonych do azotu. Związki zawierające grupę nitrową to nitrozwiązki lub związki nitrowe.
Struktura Z powodu delokalizacji elektronów tworzących wiązania grupy nitrowej, jej struktury nie można opisać prawidłowo klasycznym wzorem kreskowym. Możliwe jest przedstawienie dwóch struktur granicznych lub struktury uśrednionej: thumb|280px|Struktury granicznethumb|100px|Struktura uśredniona gdzie R to reszta organiczna połączona z grupą nitrową poprzez atom inny niż tlen
Grupa w związkach nitrowych przyłączona jest do atomu węgla reszty organicznej, w odróżnieniu od estrów azotanowych, w których przyłączona jest do atomu tlenu (). Atom azotu grupy nitrowej jest więc na formalnym stopniu utlenienia III, natomiast w estrach azotanowych na V.
Przykłady związków nitrowych: nitrometan – nitrobenzen – kwas pikrynowy
Wbrew swoim nazwom, związkami nitrowymi nie są natomiast nitrogliceryna ani nitroceluloza, będące estrami azotanowymi.
Właściwości chemiczne i zastosowania Grupę nitrową wprowadza się do związków organicznych w reakcji nitrowania.