Kariera akademicka Po doktoracie Carroll uczył filozofii w niepełnym wymiarze godzin w , a następnie przez dwa lata prowadził zajęcia z filozofii religii w . Od 1977 był związany z Sacramento City College, gdzie do 2007 prowadził kursy obejmujące wprowadzenie do filozofii, logikę i krytyczne rozumowanie, zagadnienia prawa, sprawiedliwości i kary oraz krytyczną ocenę twierdzeń paranormalnych. Przez kilka lat kierował tamtejszym wydziałem filozofii.
Na podstawie doświadczeń dydaktycznych Carroll przygotował podręcznik Becoming a Critical Thinker: A Guide for the New Millennium, wydany przez Pearson Custom Publishing w 2000 roku. Krytyczne myślenie traktował nie jako zestaw chwytów retorycznych, lecz jako praktykę oceny źródeł, wychwytywania błędów argumentacji i odróżniania twierdzeń dobrze potwierdzonych od atrakcyjnych, ale słabo uzasadnionych przekonań. W późniejszych książkach rozwijał ten sam temat w odniesieniu do pseudonauki, zjawisk paranormalnych, medycyny alternatywnej i popularnych złudzeń poznawczych.