一氧化碳脱氢酶（英语：carbon monoxide dehydrogenase，缩写为CODH）是一种存在于许多需氧和厌氧微生物中的一类脱氢酶，其催化的是一氧化碳（CO）氧化为二氧化碳（CO₂）的反应或其逆反应，在这些微生物的代谢途径中扮演着关键的角色。

不同来源的一氧化碳脱氢酶具有不同的结构和催化机理。需氧细菌中的一氧化碳脱氢酶是一类含钼（Mo）金属蛋白，需氧细菌利用它们在呼吸作用中氧化一氧化碳来获得能量。而在厌氧微生物，包括厌氧细菌和古菌中，其属于含镍（Ni）金属蛋白，在不同种属的微生物中发挥着不同的作用。特别在厌氧微生物固定一氧化碳和二氧化碳的Wood-Ljungdahl代谢途径中，一氧化碳脱氢酶可以与乙酰辅酶A合成酶（同为镍蛋白）结合形成双功能酶，共同发挥作用，将一氧化碳和二氧化碳转化为重要的代谢中间物乙酰辅酶A。

In enzymology, carbon monoxide dehydrogenase (EC1.2.99.2) is an enzyme that catalyzes the chemical reaction

The 3 substrates of this enzyme are CO, H₂O, and A, whereas its two products are CO₂ and AH₂.

This enzyme belongs to the family of oxidoreductases, specifically those acting on the aldehyde or oxo group of donor with other acceptors. The systematic name of this enzyme class is carbon-monoxide:acceptor oxidoreductase. Other names in common use include anaerobic carbon monoxide dehydrogenase, carbon monoxide oxygenase, carbon-monoxide dehydrogenase, and carbon-monoxide:(acceptor) oxidoreductase.