Карбоксидобакте́рии, группа аэробных бактерий, способных к росту за счёт окисления оксида углерода CO до диоксида углерода CO₂ в присутствии молекулярного кислорода. Устойчивы к высокой концентрации (более 10 %) CO. Ключевым ферментом, обеспечивающим окисление CO, является молибденсодержащая CO-дегидрогеназа, содержащая специфический кофактор – молибденцитозиндинуклеотид. Большинство карбоксидобактерий, помимо CO, могут окислять молекулярный водород и использовать для роста органические соединения. К карбоксидобактериям относятся различные представители бактерий из отделов Actinobacteria (в том числе Streptomyces thermoautotrophicus, палочка Коха и Mycobacterium smegmatis), Firmicutes (Bacillus schlegelii), Proteobacteria (Oligotropha carboxidovorans, Bradyrizobium japonicum, Pseudomonas carboxydohydrogena и др.).

Электронная микрофотография палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis).Электронная микрофотография палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis).Обитают в почве (в том числе в ризосфере бобовых растений), в морской воде и морских осадках, в горячих источниках. Среди карбоксидобактерий есть организмы, патогенные для животных и человека (например, Mycobacterium tuberculosis). Считается, что карбоксидобактерии усваивают около 20 % CO, ежегодно выделяемого в биосферу Земли различными антропогенными и природными источниками.