Als Mesylgruppe (CH3SO2–) – auch Methansulfonylgruppe – wird der kovalent gebundene Rest der Methansulfonsäure bezeichnet. Es handelt sich dabei um die Ester der Methansulfonsäure. Der Name leitet sich von ihrer systematischen Bezeichnung Methansulfonyl ab. Die Verbindungen werden gewöhnlich als Mesylate bezeichnet und sind abzugrenzen von den Salzen der Methansulfonsäure (Mesilate). In Strukturformeln wird die Mesylgruppe manchmal mit Ms oder Mes abgekürzt. Sie ist strukturell mit der Triflylgruppe verwandt.