原子共用两个电子形成化学键，剩下的四个非键电子形成两对孤对电子。最简单的含碳－氧键化合物是醇，它们可以看作水的有机衍生物。碳－氧键是强极性键，电子云明显偏向氧（电负性：碳2.55，氧3.44）。石蜡族的碳–氧键键长平均在143皮米左右，比碳－氮键或碳－碳键都要短。羧酸中单键键长更短（136pm），其中因为共轭效应的存在而具有部分双键的性质。环氧化合物中键长更长（147pm），因为角张力的存在使得电子云不能很好地重叠。碳–氧键的键能也比碳－氮键或碳–碳键大。例如，298K时，甲醇中C-O键键能为91 kc