碳-氢键是指碳原子与氢原子之间的共价键，是有机化合物中最常看到的共价键。碳-氢键的键长约1.09 Å (1.09 × 10−10 m)，键能约413 kJ/mol，相关于98.7kcal/mol（参见下方的表）。碳和氢的电负性分别是2.5及2.1，由于二者的电负性差只有0.4，因此碳-氢键一般认为是非极性的共价键。
碳-氢键的键长和碳原子的杂化轨道有关，因此碳原子的杂化轨道为sp3、sp2或sp，其对应的键长也会不同。
由于碳-氢键在有机化合物中经常出现可见，其结构式中大都会省略氢原子。烃类是只含有碳-氢键及碳-碳键的化合物，可分为烷烃、烯烃、炔烃、环烃及芳香烃。
一般而言碳-氢键相当稳定，不太容易产生反应。有些有机化合物中的碳-氢键酸性够强，可以使氢离子解离，这类的化合物一般称为含碳酸（carbon acid），其共轭碱为碳负离子。烷烃中不和氧、氮、碳等杂原子相邻的碳-氢键活性较弱，这类碳-氢键一般只参与自由基取代反应。另一种和碳-氢键有关的反应是碳-氢键活化反应（英语：C-H bond activation）。
以下是在不同有机化合物中碳-氢键的键能比较：
