Физик, член-корреспондент РАН (1984). Работал в Физическом Институте им. Лебедева Российской Академии наук – Институте общей физики РАН (1952–1987 гг.).
Специалист в области квантовой электроники, в том числе по интенсивным резонансным взаимодействиям. Работы в области лазерной термохимии. Создал парамагнитные мазеры и приемники радиоизлучения на их основе. Лауреат Государственной премии СССР.
В Российском государственном архиве в г. Самаре на постоянном хранении находятся заявочные материалы на изобретения Карлова Н.В. (Ф. Р-1).
Перечень этих документов представлен в базах данных «Выдающиеся деятели науки и техники» и «Патентный каталог».
Подробнее с документами и базами данных можно ознакомиться в читальном зале архива по адресу: г. Самара, ул. Мичурина, д. 58