In de organische scheikunde duidt een halomethaan iedere verbinding aan tussen methaan (CH4) en een van de (formeel) 5 halogeenelementen. Hierbij wordt één of meer waterstofatomen van de methaanmolecule vervangen door één of meerdere halogenen. Door hun covalente binding zijn de meeste halomethanen erg stabiel. De halomethanen vormen een subklasse van de omvangrijke groep der halogeenalkanen.
Astaat is bij de 5 halogenen wel meegeteld, maar astaatmethanen zijn niet beschreven. De verklaring hiervoor is dat alle isotopen van astaat radioactief zijn. De grootste halveringstijd is iets meer dan 8 uur. Bovendien komt astaat in zeer kleine hoeveelheden voor op Aarde.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen de homo- en heteronucleaire halomethanen. De homonucleaire halomethanen bevatten slechts 1 soort halogeen, terwijl de heteronucleaire halomethanen meerdere soorten halogenen bevatten.