Carlos Palacín és biogeoquímic d’ecosistemes i limnòleg, la recerca del qual se centra en el funcionament dels ecosistemes d’aigua dolça en regions d’alta muntanya i boreals. El seu treball investiga com els canvis humans i climàtics —com la deposició de nitrogen atmosfèric, alteracions en l’ús del sòl i canvis en règims hidrològics— afecten el cicle de nutrients i carboni en llacs i conques remotes. Està especialment interessat en els processos de transformació del nitrogen en sediments lacustres, incloent-hi la desnitrificació i la reducció dissimiladora de nitrats a amoni (DNRA), i en entendre com les comunitats microbianes medien aquestes funcions clau de l’ecosistema sota condicions ambientals variables.
La seva recerca més àmplia integra limnologia, ecologia microbiana i biogeoquímica per explorar les respostes dels ecosistemes al canvi global a múltiples escales espacials i temporals. També contribueix a estudis sobre el “browning” dels llacs i les implicacions de la dinàmica alterada de la matèria orgànica dissolta en llacs del nord. Mitjançant la combinació de treball de camp, enfocaments experimentals i tècniques moleculars i geoquímiques, la seva feina pretén millorar la nostra comprensió dels mecanismes que controlen la resiliència dels ecosistemes d’aigua dolça en un món que canvia ràpidament.