Karboksyhemoglobin er en sterkt rødfarget, kjemisk forbindelse mellom hemoglobin og karbonmonoksid (CO). Hemoglobin reagerer mye lettere med CO enn med oksygen (O2), og selv små konsentrasjoner av CO i innåndingsluften vil blokkere blodets evne til å transportere oksygen. Dermed kan organismen bli kvalt av oksygenmangel, se karbonmonoksidforgiftning.