Karboxyhemoglobín (skratka COHb) je krvné farbivo hemoglobín s naviazaným oxidom uhoľnatým. Nie je schopný prenášať kyslík a jeho zvýšené množstvo môže viesť k smrti (v lekárstve známe ako karboxyhemoglobinémia alebo otrava oxidom uhoľnatým). Avšak malé množstvo karboxyhemoglogínu vedie k nedostatku kyslíka a k následne zapríčinenej únave, závratom a bezvedomiu. Vzniká pri metabolizme a v ľudskej krvi je ho málo. Vyššie percento však majú fajčiari.

Polčas rozpadu karboxyhemoglobínu v krvi je od 4 do 6 hodín. COHb zvyšuje riziko krvných zrazenín.