Nitroverbinding, een van een familie van chemische verbindingen waarin de nitrogroep (-O-N=O) deel uitmaakt van de moleculaire structuur. De meest voorkomende voorbeelden zijn organische stoffen waarin een koolstofatoom door een covalente binding is verbonden met het stikstofatoom van de nitrogroep. Nitroverbindingen zijn polair, en die zonder andere chemisch reactieve groepering zijn kleurloze of lichtgele vloeistoffen die slechts in geringe mate oplosbaar zijn in water. Veel nitroverbindingen worden commercieel geproduceerd voor gebruik als explosieven, oplosmiddelen, of chemische tussenproducten (stoffen die worden gewaardeerd als grondstof in verdere chemische verwerking).
Een nitroverbinding wordt gewoonlijk gemaakt door de reactie, nitratie genaamd, tussen salpeterzuur en een organische verbinding. Nitratie van aromatische verbindingen, zoals benzeen of tolueen, wordt gewoonlijk bewerkstelligd door deze te behandelen met een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur bij temperaturen van 100° C of lager. Deze temperaturen zijn niet hoog genoeg voor het nitreren van alifatische verbindingen; propaan echter wordt in de handel omgezet in een mengsel van nitromethaan, nitroethaan, 1-nitropropaan en 2-nitropropaan door het te laten reageren met salpeterzuurdampen bij temperaturen van ongeveer 400° C. Het mengsel wordt vervolgens gescheiden in zijn componenten door gefractioneerde destillatie.
De belangrijkste reactie van aromatische nitroverbindingen is hun reductie, die kan worden teweeggebracht door een grote verscheidenheid van agentia. Onder zure omstandigheden levert reductie bijna altijd een amine op. In neutrale media kan reductie een hydroxylamine opleveren. In alkalische oplossing worden verbindingen gevormd die stikstof-stikstofverbindingen bevatten (azo-, hydrazo of azoxyverbindingen).