Ma zastosowanie w wielu procesach przemysłowych.
Jest składnikiem: gazu generatorowego gazu wodnego gazu wielkopiecowego gazu świetlnego.
Tlenek węgla ma właściwości redukujące, co wykorzystywane jest w hutnictwie:
W drastycznych warunkach, ze stężonymi zasadami tworzy mrówczany (nie jest jednak bezwodnikiem kwasowym), a z amoniakiem – formamid: CO + NaOH → HCOONa
Przyłącza chlor tworząc fosgen:
Szkodliwość
Toksyczne działanie tlenku węgla wynika z jego większego od tlenu (250–300 razy) powinowactwa do hemoglobiny. Tworzy on połączenie zwane karboksyhemoglobiną (CO + Hb → COHb), które jest trwalsze niż służąca do transportu tlenu z płuc do tkanek oksyhemoglobina (połączenie tlenu z hemoglobiną). Dochodzi przez to do niedotlenienia tkanek, co może prowadzić do śmierci. Wdychanie powietrza z CO o objętościowym stężeniu 0,16% powoduje po dwóch godzinach zgon. O ile przy większych stężeniach (pow. 0,32%) pierwszymi objawami zatrucia jest silny ból głowy i wymioty, to mniejsze stężenia powodują przy względnie krótkim wdychaniu jedynie słaby ból głowy i zapadanie w śpiączkę, jednak i te stężenia powodują po pewnym czasie śmierć.