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一氧化碳是氮氣的等電子體，可以認為碳氧原子之間形成了三重鍵，即一個σ鍵和一個π鍵。其中一個π鍵由氧原子單方面提供電子。
一氧化碳可以在氧氣中燃燒，產生藍色火焰。干燥的一氧化碳不容易燃燒。少量水蒸氣可以催化這個反應。
2CO + O2 —△→ 2CO2
一氧化碳有還原性。
3Fe2O3 + CO —→ 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO —→ 3FeO + CO2
FeO + CO —→ Fe + CO2
在常溫下一氧化碳可以還原溶液中的氯化鈀為金屬鈀。這個反應的顏色變化很明顯，可以用來檢測一氧化碳。
PdCl2(粉紅色) + CO + H2O —→ Pd(黑色) + 2HCl + CO2
一氧化碳有加和作用，可以與氫氣、水、炔和烯等反應。其中與氫氣的反應是工業上生產的方法。
CO + 2H2 —→ CH3OH
在68atm、390400K下，一氧化碳可以與氫氧化鈉粉末生成甲酸鈉。在較高的壓力下，一氧化碳與水直接生成甲酸，可以認為一氧化碳是甲酸在形式上的酸酐。
CO + NaOH —→ HCOONa

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