Công thức cấu tạo của cacbon monoxit được cho là CO. Điều này là do có sẵn 10 điện tử hóa trị, vì vậy một liên kết ba được hình thành. Trong số sáu electron được chia sẻ, oxy đóng góp bốn và carbon đóng góp hai, gây ra sự hình thành một lưỡng cực nhỏ, tạo ra một phân tử phân cực yếu.
Carbon monoxide được tạo ra khi carbon bị đốt cháy trong môi trường có nguồn cung cấp oxy hạn chế. Trong tình huống này, quá trình đốt cháy carbon vẫn không hoàn toàn, dẫn đến chỉ một nửa lượng oxy kết hợp với carbon. Khi lượng oxy dồi dào, quá trình đốt cháy hoàn toàn xảy ra và kết quả là carbon dioxide (CO2). Nếu có rất ít không khí, cacbon tinh khiết sẽ được tạo ra.