一氧化碳的HOMO是σ分子轨道
一氧化碳的LUMO是π*反键分子轨道
金属羰基配合物大都难溶于水。例如四羰基镍对水的溶解度只有0.018 g/100 mL（10°C时），不过可溶于大部分的有机溶剂中，也可溶于王水及硝酸。
羰基和金属的键结是反馈π键及σ键的协同成键。碳原子未键结的电子对和金属spd的杂化轨道形成σ键，而金属已填满的d轨道和CO配体中的π*反键分子轨道形成二个π键。不过π键的形成条件是金属原子要有d轨道电子，而且金属需要有较低的氧化态(<+2)。金属和CO之间的π键键结会减弱碳和氧的键结，使其较一氧化碳中碳和氧的键结要弱。
在羰基金属配合物中，金属和碳原子的距离较短，一般小于1.8 Â，比一般金属和烷基碳之间的距离要少0.2 Â 。
簇合物中的键结模式
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在羰基簇合物化学中，羰基配体有许多不同的键结模式[1][2] 。大部分常见的羰基配体都是端接配体，但羰基也常连接2个或3个金属原子，形成μ2或μ3的桥接配体)。有时羰基中的碳和氧原子都会参与键结，例如μ3-η2就是一个哈普托数为2，连接3个金属原子的桥接配体。
金属中心原子形成反馈π键使M-C键能增强，同时活化了C-O键。