Karbonil logam merupakan kompleks koordinasi dari logam transisi dengan ligan karbon monoksida. Karbonil logam sangat berguna dalam sintesis organik dan sebagai katalis atau prekursor katalis dalam katalisis homogen, seperti hidroformilasi dan kimia Reppe. Dalam proses Mond, nikel karbonil digunakan untuk memproduksi nikel murni. Dalam kimia organologam, karbonil logam bertindak sebagai prekursor dalam preparasi kompleks organologam lainnya.
Karbonil logam bersifat racun apabila kontak dengan kulit, terhirup atau tertelan, sebagian karena kemampuannya untuk mengkarbonilasi hemoglobin menjadi karboksihemoglobin, yang mencegah pengikatan O2.[1]