在有機化學中，異氰酸酯是分子式為 R?N=C=O 的官能團。 含有異氰酸酯基團的有機化合物稱為異氰酸酯。 具有兩個異氰酸酯基團的有機化合物稱為二異氰酸酯。 二異氰酸酯用于生產聚氨酯（一類聚合物）。

異氰酸酯不應與氰酸酯和異氰化物混淆，它們是非常不同的化合物家族。 氰酸酯（氰酸酯）官能團（R-O-C≡N）的排列與異氰酸酯基團（R-N=C=O）不同。 異氰化物具有連通性 R?N≡C，缺少氰酸酯基團的氧。

在成鍵方面，異氰酸酯與二氧化碳 (CO2) 和碳二亞胺 (C(NR)2) 密切相關。 定義異氰酸酯的 C?N=C=O 單元是平面的，而 N=C=O 鍵幾乎是線性的。 在異氰酸苯酯中，C=N 和 C=O 距離分別為 1.195 和 1.173 ?。 C-N=C角為134.9°，N=C=O角為173.1°。

異氰酸醋通常由胺通過光氣化作用生產

這些反應通過氨基甲酰氯 (RNHC(O)Cl) 的中間體進行。 由于光氣的危險性，異氰酸酯的生產需要特別的預防措施。

另一種制備異氰酸酯的途徑需要將異氰酸加成到烯烴中。 作為補充，烷基異氰酸酯通過涉及烷基鹵化物和堿金屬氰酸鹽的置換反應形成。

涉及氮烯的三個重排反應生成異氰酸酯：

• 施密特反應，一種用氨和疊氮酸處理羧酸生成異氰酸酯的反應。
• 將酰基疊氮化物 Curtius 重排降解為異氰酸酯和氮氣。
• 損失重排，通過形成 O-酰基、磺酰基或磷酰基中間體，將異羥肟酸轉化為異氰酸酯。

異氰酸酯是親電子試劑，因此它們對各種親核試劑具有反應性，包括醇、胺，甚至與結構類似的異硫氰酸酯相比具有更高反應性的水。

用醇處理后，異氰酸酯形成氨基甲酸酯鍵

其中R和R'是烷基或芳基。如果二異氰酸酯與含有兩個或多個羥基的化合物如二醇或多元醇處理，則形成聚合物鏈，稱為聚氨酯。

該反應與聚氨酯的生產相結合，用于生產聚氨酯泡沫。 二氧化碳起到發泡劑的作用。

二異氰酸酯與含有兩個或多個胺基的化合物之間的反應產生稱為聚脲的長聚合物鏈。

碳化二亞胺是使用氧化膦作為催化劑

異質酸發酵也可以與自己發生反應。 脂族二異氰酸酯可以三聚形成取代的異氰脲酸基團。 這可以從通常用作剛性隔熱材料的聚異氰脲酸酯樹脂 (PIR) 的形成中看出。 異質酸酐參與 Diels-Alder 反應，作為親二烯體發揮作用。

異氰酸酐是通過水解合成伯胺的常見中間體：

• 霍夫曼重排反應，其中伯酰胺用強氧化劑（例如次溴酸鈉或四乙酸鉛）處理以形成異氰酸酯中間體。

2000年全球二異氰酸酯市場約為440萬噸，其中61.3%為亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI），34.1%為甲苯二異氰酸酯（TDI），3.4%為六亞甲基二異氰酸酯（HDI）和異佛爾酮二異氰酸酯（ IPDI），1.2% 是其他各項的總和。 具有工業意義的單官能異氰酸酯是異氰酸甲酯 (MIC)，用于制造農藥。

MDI通常用于制造硬質泡沫和表面涂層。 聚氨酯泡沫板在建筑中用于絕緣。