무색, 무취의 극히 유해한 기체로서, 체내에 들어가면 신경 계통을 침해하여 빈혈증을 일으키며, 공기 중에 0.5%가 있으면 5～10분 사이에 죽게 된다고 알려져 있다. 석탄, 석유, 가솔린 등 탄소를 함유한 연료가 불완전 연소할 때 발생한다. 물에 녹기 어려우나 활성탄에 쉽게 흡착한다. 탄소 또는 탄소 화합물이 불충분한 산소공급 하에서 연소하거나, 이산화탄소 CO2가 적열 탄소와 접촉할 때 발생하며 다음 식으로 나타낼 수 있다. CO2 + C → 2CO - 38.8 kcal. 공업적으로는 석탄, 코크스 등과 공기 또는 수증기로 가열하여 반응시켜서 발생로가스 또는 수성가스로 하여 정제하면 얻을 수 있다. 순수한 것은 니켈카르보닐을 200℃에서 분해해서 만든다. 무색, 무취의 기체. 보통 -C-O-, C=O, -C=O+ 등 세 가지 구조의 공명(共鳴)으로 표시된다. 실측한 결합의 길이 C-O는 1.1282Å이다. 융점 -205.0℃, 비점 -191.5℃, 임계압 36atm, 밀도 1.25 g/cm3(0℃, 1atm), 쌍극자모멘트 0.10D. 고체는 입체입방, 분자격자, 격자상수 a=5.575Å(-190℃). 활성탄에 쉽게 흡착된다. 공기 속에서 점화시키면 청색의 불꽃을 내면서 타고, 이산화탄소가 된다. 고온, 특히 촉매가 있는 곳에서 탄소와 이산화탄소로 분해된다. 센 환원성이 있어서 고온에서는 여러 가지 중금속 화합물을 환원시켜서 금속으로 만든다. 생리적으로 매우 유독하며, 혈액 속의 헤모글로빈과 결합하여 카르보닐 헤모글로빈이 되어 헤모글로빈의 기능을 저하시킨다. 일산화탄소와 헤모글로빈과의 결합속도는 산소와 헤모글로빈과의 결합속도의 200～250배 빠르다. 대기 중의 농도는 0,01～0.2 ppm의 범위로 알려져 있다. 그리고 직장 환경 중의 공기중 허용농도는 ACGIH(1983)가 50 ppm(55 mg/m3)으로 하고 있다.