На драфте НХЛ 1998 года был выбран в 9-м раунде под общим 230 номером командой «Нэшвилл Предаторз». 30 июня 2003 года был обменян в «Колорадо Эвеланш». В феврале 2008 года обменян во «Флориду Пантерз». Перед началом сезона 2009/10 перешёл в «Даллас Старз».
С 18 февраля 2000 года по 26 февраля 2007 года выходил на лёд во всех 495 матчах своих команд («Нэшвилл Предаторз» и «Колорадо Эвеланш»), установив по этому показателю рекорд НХЛ среди защитников. Карлис побил достижение Тима Хортона, державшееся с 1968 года (486 матчей подряд). Получил за свой рекорд прозвище «Железный человек» (англ. Ironman). Абсолютный рекорд НХЛ по количеству матчей подряд принадлежит Дугу Джарвису и равняется 964 матчам (1975—1987). Джарвис не пропустил ни одного матча за всю свою карьеру в НХЛ.
В 2011 году был назначен капитаном сборной Латвии.
Должен был играть в КХЛ за команду «Локомотив» Ярославль, но успел сыграть только в предсезонных матчах. Погиб вместе с командой 7 сентября 2011 года при взлёте самолёта с ярославского аэропорта. Похоронен в Риге.
Был женат. Имел двоих дочерей: Каролину и Лаурену. На момент гибели Карлиса его жена Зана ждала третьего ребёнка. Третья дочь Вивианна родилась 16 февраля 2012 года.