Carboxylasen sind Enzyme, die Kohlenstoffdioxid in ihr Substrat einbauen.

Carboxylasen (EC 6.4.1.) gehören zu der Gruppe der Ligasen (EC 6.x.x.x), siehe auch EC-Nummer .

Die häufigste Carboxylase ist die Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase (Rubisco), ein Enzym, das im Calvin-Zyklus der Photosynthese Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat bindet. Durch diese biochemische Reaktion wird Kohlenstoffdioxid aus dem Wasser oder aus der Luft in den Stoffwechsel photosynthetisierender Pflanzen, Protista oder Monera eingeschleust.

Antagonist: Enzyme, die Kohlenstoffdioxid aus ihren Substraten frei setzen, nennt man Decarboxylasen.