羰基化反應是一種在有機化合物分子中引入羰基（C=O）的反應，是製備醛、酮等羰基化合物的重要方法。這種反應通常在過渡金屬絡合物（如鈷、銠、鈀等）催化劑的存在下進行，一氧化碳和氫與烯烴反應生成比原來所用烯烴多一個碳原子的脂肪醛，因此也被稱為加氫甲醯化反應（hydro-formylation）或羰基合成（oxo-synthesis）。
除了烯烴的羰基化反應，還有其他類型的羰基化反應，例如氨羰基化，這是胺基化合物與醯基化合物在一定條件下發生醯化反應生成醯胺化合物的過程。此外，還有甲醇羰基化反應，這是甲醇催化加CO生成醋酸的反應。
總的來說，羰基化反應是一類重要的有機化學反應，廣泛套用於有機合成中，用於製備各種含有羰基的化合物。