Thiol (auch SH-, Mercaptan- oder Sulfhydrylgruppe genannt) ist eine reaktive Gruppe, die für die Biokonjugation nützlich ist. Thiole sind stark nukleophil. Wenn sie unter alkalischen Bedingungen ionisiert werden, sind sie sehr reaktiv gegenüber Michael-Akzeptoren (wie Acrylaten), Alkyliodiden und anderen Elektrophilen. Eine der selektivsten und effizientesten Reaktionen ist Michaels Addition von Thiolen an Maleimide.

Eine weitere nützliche Eigenschaft von Thiolen ist ihre Fähigkeit, mit metallischem Gold zu reagieren. Während Gold sehr inert ist, erfolgt diese Reaktion spontan unter der Entwicklung von Wasserstoff. Damit lassen sich Goldnanopartikel bedecken und selbstorganisierte Monoschichten (SAMs) auf Goldwafern erzeugen.