Un gruppo protettivo, in chimica è una molecola P che, fatta reagire con un'altra molecola A, va a legarsi ad un gruppo funzionale di A facendo in modo che tale gruppo funzionale non prenda parte o interferisca con reazioni chimiche che si devono attivare su altri gruppi della molecola A.
Sono molto importanti soprattutto in reazioni multistep finalizzate alla sintesi di molecole complesse con più gruppi funzionali: infatti può presentarsi la situazione di dover far reagire un certo gruppo 1 di una molecola, ma, un altro gruppo 2 della stessa molecola potrebbe prender parte alla reazione. In questo caso si lega al 2 un gruppo protettivo, si attiva la reazione su 1 dopodiché si libera due dal gruppo protettivo.
Caratteristica fondamentale del gruppo protettivo è che deve essere facilmente rimovibile, in altre parole, la reazione di rimozione (cleaving) di questo gruppo deve avere una resa molto alta (>90%). Anche la reazione di inserzione deve avvenire in alte rese. In realtà, la caratteristica fondamentale è che il gruppo protettivo scelto sia stabile nell'ambiente di reazione: cioè non deve reagire, fino a quando non verrà rimosso. Spesso nella sintesi organica all'interno di una molecola ci possono essere due o più gruppi protettivi: se tali gruppi possono essere rimossi e inseriti in condizioni talmente diverse da non interferire uno con l'altro (ad esempio rimuovo il gruppo protettivo X senza rimuovere Y e così via) vengono definiti ortogonali.