Badania naukowe Obserwacje prowadzone są przede wszystkim w zakresie ok. 1 mm (215–265 GHz), w zakresie ok. 3 mm (85–115 GHz) i w zakresie ok. 1 cm (27–36 GHz). Częstotliwości te są przydatne do wykrywania wielu gazów cząsteczkowych, w tym drugiego pod względem rozpowszechnienia cząsteczek we Wszechświecie tlenku węgla (CO). Obserwacje tlenku węgla pozwalają w pewnym stopniu badać występowanie gazowego wodoru cząsteczkowego (najobficiej występującej cząsteczki w kosmosie), który jest trudny do bezpośredniej obserwacji. Zimny pył również może być obserwowany w tym zakresie długości fal, co na przykład pozwala prowadzić badania dysków otaczających gwiazdy.
Radioteleskopy CARMA wykorzystywane są ponadto w badaniach: galaktyk we wczesnym okresie istnienia Wszechświata, w tym powstawania w nich nowych gwiazd, czarnej dziury znajdującej się w centrum Galaktyki, obłoków molekularnych, w tym Mgławicy w Orionie, wikis.astro.caltech.edu;