ในทางเคมี คาร์บีน (อังกฤษ: carbene) เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่มีสองพันธะและมีแวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะอีกสองตัว สูตรทั่วไปคือ RR′C: แต่คาร์บอนอาจมีพันธะคู่กับอีกหมู่แทนก็ได้ คำว่า "carbene" อาจใช้อ้างถึงเพียงแค่สารประกอบ H2C: ซึ่งสามารถเรียกว่าเมทิลีน ซึ่งเป็น parent hydride ที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบคาร์บีนอื่นๆ ทั้งหมด[1][2] คาร์บีนอาจจำแนกได้เป็น singlets หรือ triplets โดยขึ้นกับโครงสร้างเชิงอิเล็กตรอนของมัน สารประกอบคาร์บีนส่วนใหญ่มีอายุสั้นมาก แต่สารประกอบคาร์บีนแบบถาวรบางชนิดก็เป็นที่รู้จักสารประกอบคาร์บีนชนิดหนึ่งที่มีการศึกษาเป็นอย่างดีได้แก่ Cl2C: หรือ ไดคลอโรคาร์บีน (dichlorocarbene) ซึ่งสามารถสร้างขึ้นแบบ in situ จากคลอโรฟอร์มและเบสแก่