de groep >C ═ O, kenmerkend voor vele organische verbindingen, zoals aldehyden en ketonen.
In de anorganische chemie zijn carbonylverbindingen stoffen die de carbonylgroep bevatten; zij zijn ontstaan uit koolstofdioxide en een metaal. In het algemeen zijn het weinig bestendige, vluchtige, zeer giftige stoffen; vooral de carbonylverbindingen van ijzer en nikkel zijn van belang. Nikkelcarbonyl Ni(CO)4 is een kleurloze, sterk lichtbrekende vloeistof met kookpunt 44 °C. Bij verhitting ontleedt het bij 180 °C, waarbij het nikkel in zeer zuivere toestand als een spiegel op de wanden neerslaat. Technisch wordt deze carbonylvorming toegepast voor de winning van nikkel uit arme ertsen (mondprocédé). IJzercarbonyl Fe(CO)5 vindt toepassing bij de bereiding van zeer zuiver ijzer.