Vaikka karboksyyliryhmässä on karbonyyliyhdisteille tyypillinen C=O -ryhmä, sille ei kuitenkaan ole luonteenomaista aldehydien ja ketonien tyypilliset additioreaktiot vaan nukleofiiliset asyylisubstituutioreaktiot. Reaktio tapahtuu kahdessa vaiheessa: kun nukleofiili (:Nu–) liittyy karboksyylihapon tai sen johdoksen karbonyyliryhmään, syntyy tetraedrinen välituote, josta irtoaa lähtevä ryhmä, Y– ja uusi karbonyyliryhmä muodostuu. Ketoneilla ja aldehydeillä ei lähtevää ryhmää ole, joten niillä ei substituutiota tapahdu.

Happokloridit ovat kaikkein reaktiivisimpia karboksyylihappojohdoksia, koska elektronegatiivinen kloori polaroi voimakkaasti karbonyyliryhmää. Amidit reagoivat heikoiten. Siksi happokloridit voidaan helposti muuttaa estereiksi tai amideiksi, mutta amideista ja estereistä ei saada happoklorideja.