碳氧化物是由碳和氧兩種元素組成的化合物。最常見的碳氧化物包括一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。一氧化碳是無色無臭的有毒氣體，能與血紅蛋白結合，降低其輸氧能力，而二氧化碳是無色無毒的氣體，對人體無害，但因其能引起地球氣候變化，其濃度的上升受到人們的關注。
除了這兩種常見的碳氧化物，還存在許多其他不穩定的或處於亞穩態的碳氧化物，如一氧化二碳自由基(C=C=O)、三氧化碳(CO3)、四氧化碳(CO4)以及1,2-二氧雜環丁烷二酮(C2O4)等。此外，還有許多未被發現的假想碳氧化物，它們已經從理論途徑開始被研究。
在現代有機化學的發展過程中，已經設計和合成了許多新型的碳氧化物，如酸酐類、脂類、環狀聚羰基類和富勒烯類等。這些化合物按照結構特點可以分爲直線形碳的氧化物、酸酐類、脂類、環狀聚羰基類和富勒烯類等。