Το σουλφοξείδιο είναι ένα μόριο που έχει ένα άτομο θείου συνδεδεμένο με δύο άνθρακες και ένα άτομο οξυγόνου. Προέρχεται από την οξείδωση των θειοαιθέρων, χωρίς να φτάσει μέχρι τη σουλφόνη. Όπως πολλά μόρια που περιέχουν θείο, το σουλφοξείδιο μπορεί μερικές φορές να μυρίζει πολύ.
Τα σουλφοξείδια μπορούν να γραφούν με τον γενικό τύπο R-S(=O)-R'. Το θείο έχει διπλό δεσμό με το οξυγόνο και απλούς δεσμούς με τους άνθρακες. Αυτό αφήνει ένα μοναχικό ζεύγος στο άτομο. Αυτό σημαίνει ότι το σχήμα σε αυτό το άτομο είναι τετραεδρικό. Σημαίνει επίσης ότι το θείο μπορεί να είναι χειρικό κέντρο. Τα σουλφοξείδια χρησιμοποιούνται ως καλά ligands για τα μέταλλα μετάπτωσης.
Ένα σημαντικό μόριο αυτού του είδους είναι το διμεθυλοσουλφοξείδιο. Ονομάζεται επίσης DMSO. Χρησιμοποιείται ως διαλύτης για πολλές αντιδράσεις, ιδίως στη βιοχημεία.
