azo bileşiği, azo grubunun (―N=N―) moleküler yapının bir parçası olduğu herhangi bir organik kimyasal bileşik. Azot atomlarına bağlı atom grupları herhangi bir organik sınıftan olabilir, ancak ticari olarak önemli azo bileşikleri, Ticari boyaların yarısından fazlasını oluşturan, bağlı gruplar olarak benzen grubu veya türevlerine sahip olan (aromatik azo Bileşikler).
Çoğu aromatik azo bileşiği, bir diazonyum tuzunun, kolayca değiştirilebilen hidrojen atomları içeren bir organik madde ile reaksiyona girmesiyle hazırlanır. Nitrobenzenden azobenzenin, belirli oksijen giderici reaktiflerle muamele edilerek sentezi, simetrik azo bileşikleri için faydalı olan alternatif bir yöntemin bir örneğidir.
Bağlı grupların alifatik organik gruplar olduğu azo bileşikleri genellikle hidrazin, N'den yapılan ilgili hidrazo bileşiklerinin ("HN―NH― grubunu içeren) dehidrojenasyonuyla yapılır.2H4. Alifatik azo bileşiklerinin önemli bir reaksiyonu, ısı yoluyla nitrojen ve serbest radikallere ayrışmalarıdır; ikincisi genellikle polimerizasyon reaksiyonlarını başlatmak için kullanılır.