Een sulfonzuur is een organische verbinding waarvan de structuur kan gezien worden als zwavelzuur waarin een van de hydroxylgroepen vervangen is door een organische restgroep. Als derivaten van zwavelzuur zijn de sulfonzuren sterke organische zuren. Zouten en esters van sulfonzuren worden sulfonaten genoemd.
Sulfonzuur zelf kan ook beschouwd worden als een hypothetisch zuur met de formule H-S(=O)2-OH. Deze verbinding is het minder stabiele tautomeer van zwaveligzuur. Sulfonzuur wordt dus snel omgezet in dit zuur, als het al gevormd zou worden. Derivaten van sulfonzuur waarin het waterstofatoom direct aan het zwavelatoom vervangen is door een organische groep zijn wel stabiel. Zij vormen zouten en esters die eveneens als sulfonaten aangeduid worden.