Tlenki węgla – związki chemiczne składające się z węgla i tlenu.
Najprostsze i spotykane powszechnie tlenki węgla to tlenek węgla (CO) i dwutlenek węgla (). Poza nimi znanych jest wiele innych trwałych lub metatrwałych tlenków węgla, np. tzw. podtlenek węgla (ditlenek triwęgla, ) odkryty przez Brodiego w 1873 roku i bezwodnik melitowy () opisany przez Meyera i Steinera w 1913 roku. W roku 1859 Brodie opisał też tzw. tlenek grafitu, który jednak według współczesnej wiedzy zawiera także liczne grupy hydroksylowe (z tlenku grafitu można uzyskać tlenek grafenu o jednowarstwowej strukturze analogicznej do grafenu).
600x17px 600x17px 600x17px 600x115px COTlenekwęgla Dwutlenekwęgla Podtlenekwęgla Bezwodnikmelitowy
Przez wiele dziesiątków lat te związki były powszechnie uważane za jedyne trwałe tlenki węgla. Jednak od lat 60. XX wieku utworzono nowe związki, z których część była trwała w temperaturze pokojowej. Niektóre były metatrwałe lub trwałe tylko w bardzo niskich temperaturach i rozkładały się na prostsze po ogrzaniu. Wiele było nietrwałych, które mogły być obserwowane jako etapy przejściowe reakcji chemicznych, lub tak reaktywnych, że mogły istnieć tylko w fazie gazowej lub w warunkach izolacji matrycowej.