在古希臘時代，哲學家亞里士多德（Aristotle，前384年－前322年）曾記錄了燃燒的煤炭散發有毒煙氣（toxic fumes）的現象。當時有這樣一種執行死刑的方法：將罪犯關在一間浴室，并在浴室內放置文火燃燒的煤炭（smouldering coals）。對此，古希臘醫生蓋倫（Galen，129年－199年）推測，由于浴室內空氣的組成（composition）發生了變化，因此呼入后會對人體造成傷害。
之后，比利時化學家海爾蒙特（即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）曾在實驗中研究燃燒木炭和其他可燃物生成的碳氣（gas carbonum），發現由文火燃燒的木炭（smouldering charcoal）產生的一種有毒氣體能危及自己的生命，并記述了自己被燃燒的木炭的煙熏時的癥狀——一氧化碳中毒的癥狀。
1776年，法國化學家拉索納（即約瑟夫·瑪麗·弗朗索瓦·拉索納，Joseph Marie Franc?ois de Lassone，1717年7月3日－1788年12月6日或8日，又譯“J.M.F.德拉松” [6] “拉索內” [7] “賴森” [8] “列桑” [9] 和“拉遜” [10] 等）通過加熱鋅白和木炭而制得了一氧化碳氣體。但由于一氧化碳燃燒時產生了與氫氣類似的藍色火焰，拉索納在《皇家科學院備忘錄》（Mém. de l 'Acad. Roy des Sciences）（Vol. XC）中錯誤地把制得的一氧化碳氣體描述為“一種性質極怪異的可燃空氣”——氫氣。 [11-12] 之后，普里斯特利（即約瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）在1785年利用木炭加熱鑄皮（氧化鐵）制備了一氧化碳，但由于信奉“燃素說”，他也誤以為制得的是“可燃空氣”。
1801年，《尼克森雜志》（Nicholson’s Journal）上發表了蘇格蘭化學家克魯克尚克（即威廉·康伯蘭·克魯克尚克，William Cumberland Cruikshank，1745年－1800年6月27日，又譯“威廉·克魯克香克” [6] 等）的2篇報告，證明了普里斯特利所謂的“可燃空氣”是由碳元素和氧元素組成的化合物。
1846年，法國生理學家克勞德·伯納德（Claude Bernard，1813年－1878年）讓狗吸入一氧化碳氣體，發現狗的血液“變得比任何動脈中的血都要鮮紅”，這是最早對一氧化碳毒性進行的研究（血液變成“櫻桃紅色”的現象后來被證實為是一氧化碳中毒的特有的臨床癥狀）。