Получил степень бакалавра в Йельском университете по средневековой истории и теоретической физике. Докторскую степень в области теоретической физики получил как стипендиат Родса в Оксфордском университете.
Преподавал в Гарвардском и в Стэнфордском университетах. Работал консультантом по вопросам политики безопасности, в частности в Goldman Sachs.
В 1993—1996 годах работал в Департаменте обороны в администрации Билла Клинтона как помощник министра обороны США по вопросам международной политики безопасности. В администрации Барака Обамы: с 29 апреля 2009 по 5 октября 2011 заместитель министра обороны по приобретению, логистике и технологиям, на этой должности он отвечал за закупки оружия; с 6 октября 2011 по 3 декабря 2013 был 1-м заместителем Министра обороны США.
В декабре 2014 года Президент США Барак Обама представил кандидатуру Картера на пост Министра обороны США. Сенат США утвердил его кандидатуру 12 февраля 2015 года.
В связи с войной в Украине заявлял, что основные усилия международного сообщества должны сводиться к тому, чтобы оказывать на Россию экономическое и политическое давление.
13 февраля 2015 года Картер в качестве министра обороны США заявил, что Украине необходимо дать оружие для борьбы с русскими террористами на Донбассе.
С 17 февраля 2015 по 20 января 2017 года - Министр обороны США.
25.09.2017