Normálne je to bezfarebný plyn bez chuti a zápachu. Z hľadiska fyzikálnych vlastností má oxid uhoľnatý bod topenia -205 °C [69] a bod varu -191,5 °C [69] a je ťažko rozpustný vo vode (rozpustnosť vo vode pri 20 °C je 0,002838 g [1] ) a ťažko sa skvapalňuje a tuhne. Z hľadiska chemických vlastností má oxid uhoľnatý redukčné aj oxidačné vlastnosti a môže podliehať oxidačným reakciám (spaľovanie), disproporcionačným reakciám atď.; zároveň je toxický a vo vysokých koncentráciách môže v rôznej miere vyvolať príznaky otravy a ohroziť ľudský organizmus. Srdce, pečeň, obličky, pľúca a iné tkanivá môžu dokonca zomrieť ako elektrický šok. Minimálna smrteľná koncentrácia pri vdýchnutí človeka je 5000 ppm (5 minút).