Koolstofmonoxide of koolmonoxide, vroeger ook wel kolendamp genoemd, is een polaire anorganische verbinding van koolstof en zuurstof, met als brutoformule CO. In de volksmond wordt het vaak gewoonweg CO genoemd.
Het is een kleurloos gas dat onder meer ontstaat door onvolledige verbranding van koolstof, fossiele brandstoffen of andere brandbare koolstofverbindingen (de meeste organische verbindingen). Het is een vrij belangrijke stof in de chemische industrie. Koolstofmonoxide is giftig, kleurloos en reukloos. Hierdoor is het erg gevaarlijk. Het gas is fractioneel lichter dan lucht.