Grupa hydrofilowa – fragment cząsteczki związku chemicznego wykazujący powinowactwo do wody ("lubiący wodę"). Jej obecność w cząsteczce danego związku może powodować, że jest on rozpuszczalny w wodzie. Grupa ta zawiera zazwyczaj wysoce polarne wiązania i atomy pierwiastków o dużej elektroujemności (np. tlenu).
Przemysł chemiczny wykorzystuje grupy hydrofilowe, wprowadzając je do cząsteczek związków organicznych, co ułatwia rozpuszczanie tych związków w wodzie.
Przykłady grup hydrofilowych: