ll dottor Carlson ha conseguito il dottorato di ricerca alla University of Massachusetts nel 1974 e ha studiato le anomalie craniofacciali alla University of Michigan dal 1974 al 1978. Ha poi assunto il ruolo di professore presso la University of Michigan nel Dipartimento di anatomia e nel Dipartimento di ortodonzia e pedodonzia e si occupato di ricerca presso il Center for Human Growth and Development dal 1978 al 1993. Il dottor Carlson è stato direttore del Dipartimento di scienze biomediche e professore titolare della cattedra Robert E. Gaylord di ortodonzia alla Texas A&M University, Baylor College of Dentistry dal 2003 al 2016 e vicepresidente del settore della ricerca e dei programmi post-laurea del Texas A&M Health Science Center dove è attualmente professore emerito a vita. Il dottor Carlson è autore di oltre 150 articoli scientifici e capitoli di libri, curatore di 13 volumi della collana Craniofacial Growth Series e autore di oltre 200 abstract sullo sviluppo, la crescita e il trattamento del complesso craniofacciale e delle malformazioni craniofacciali.