Карбонили́рование — присоединение монооксида углерода к молекуле органического соединения в присутствии катализатора. Для проведения реакции обычно применяются гомогенный катализ и повышенные давления. Часто в реакции участвует также вода (гидрокарбонилирование). В неорганической химии карбонилированием металлов и их соединений получают карбонилы металлов, которые применяются в промышленности для производства порошков металлов и в качестве катализаторов. В биохимии карбонилирование гемоглобина прекращает транспорт кислорода и является причиной отравления людей и животных оксидом углерода.