Carlos Nobre este un om de știință recunoscut pentru munca sa privind interacțiunile biosferă-atmosferă și impactul climatic-ecologic al defrișării Amazonului și al încălzirii globale, lucrând în special cu riscul de „savanizare” a acestui biom. Carlos deține un doctorat. licențiat în Meteorologie de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, SUA și a lucrat de mai bine de 35 de ani la Institutul Național Brazilian de Cercetare Spațială (INPE). El a fost arhitect pentru înființarea unui număr de instituții de cercetare în Brazilia, inclusiv Centrul brazilian de predicție a vremii și studii climatice (CPTEC), Centrul pentru Știința Sistemului Pământului (CCST) și Centrul Național de Monitorizare și Avertizare timpurie a Dezastre naturale (CEMADEN).
El a fost unul dintre arhitecții Experimentului Biosferă-Atmosferă la scară largă în Amazonia (LBA) și primul său om de știință de program. El a fost director științific al Rețelei braziliane de cercetare pentru schimbări climatice (Rede CLIMA), președinte al Programului Internațional Geosferă-Biosferă (IGBP), membru al Panelului Internațional pentru Schimbările Climatice (IPCC) și este membru al Secretarului ONU. Consiliul consultativ general științific (SAB) pentru durabilitatea globală. Este membru al Academiei Braziliei de Științe, Academiei Mondiale de Științe și Asociat străin al Academiei Naționale de Științe din SUA și membru străin al Societății Regale din Marea Britanie. Carlos a lucrat, de asemenea, în interfața știință-politică în calitate de secretar național pentru politici de cercetare și dezvoltare, Ministerul brazilian al științei, tehnologiei și inovației și a fost președintele Agenției federale braziliene pentru sprijinirea și evaluarea educației universitare (CAPES).
În prezent, este cercetător senior la Institutul de Studii Avansate al Universității din São Paulo și susține așa-numitul proiect Amazonia 4.0, o inițiativă bazată pe știință pentru dezvoltarea unei „bioeconomii forestiere permanente pentru Amazon”. Este autor sau coautor a peste 250 de lucrări științifice, capitole de carte și cărți și a primit o serie de premii științifice. Carlos este unul dintre copreședinții Comitetului științific pentru Amazon (SPA) și membru al Comitetului de coordonare a științei SPA.