在化學中，碳氫鍵（C-H鍵）是碳原子和氫原子之間的一種化學鍵，可以在許多有機化合物中找到。這種鍵是一種共價單鍵，意味著碳與最多四個氫共享其外層價電子。這完成了它們的兩個外殼，使它們變得穩定。碳氫鍵的鍵長約為1.09埃（1.09×10-10米），鍵能約為413kJ/mol（見下表）。使用鮑林標度--C（2.55）和H（2.2）--這兩個原子之間的電負性差異為0.35。由于電負性差異很小，C-H鍵通常被認為是非極性的。在分子的結構式中，氫原子常常被省略。僅由C-H鍵和C-C鍵組成的化合物類別是烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴。它們統稱為碳氫化合物。2016年10月，天文學家報告說，生命的基本化學成分--碳氫分子（CH，或稱亞甲基自由基）、碳氫正離子（CH+）和碳離子（C+）--在很大程度上是來自恒星的紫外線的結果，而不是以其他方式，如先前認為的與超新星和年輕恒星有關的湍流事件的結果。

碳氫鍵的長度隨碳原子的雜化而略有不同。氫原子和sp2雜化碳原子之間的鍵比氫和sp3雜化碳之間的鍵短約0.6%。氫和sp雜化碳之間的鍵更短，大約比sp3C-H短3%。這種趨勢可以通過乙烷、乙烯和乙炔的分子幾何結構來說明。

一般來說，C-H鍵是非常強的，所以它相對來說是沒有反應的。在幾類化合物中，統稱為碳酸，C-H鍵可以有足夠的酸度來清除質子。未活化的C-H鍵存在于烷烴中，并且不與雜原子（O、N、Si等）相鄰。這種鍵通常只參與自由基取代。然而，許多已知的酶都會影響這些反應。雖然C-H鍵是xxx的鍵之一，但對于相當穩定的有機化合物來說，即使沒有雜原子，它的變化幅度也超過30%。