Родился 04 января 1971 года в городе Южно-Сахалинске.
По завершении учебы в средней школе в 1988г. начал работать в малом бизнесе. В 1989г. поступил в Южно-Сахалинский государственный педагогическом институт, который окончил в 1994 году получив квалификацию учителя истории и английского языка. Во время учебы активно участвовал в общественной жизни, возглавлял комсомольскую организацию института с правами райкома ВЛКСМ, являлся членом Сахалинского обкома ВЛКСМ.
По окончании института продолжил работу в бизнесе и достиг при этом впечатляющих успехов. Именно это явилось причиной того, что в июле 1999 года Карлов Г.А. был приглашен для дальнейшей работы в Администрацию Сахалинской области в качестве начальника Департамента потребительского рынка, торговли и услуг. В июле 2001 года в связи с реорганизацией был назначен председателем Комитета по промышленности и торговле Сахалинской области.
В 2000 г. окончил в Российскую Академию Государственной службы при Президенте Российской Федерации по направлению государственное и муниципальное управление специализации государственное регулирование рыночной экономики.
Осенью 2003 года возглавил предвыборный штаб кандидата в губернаторы И.П.Малахова, а в январе 2004 г. был назначен на должность вице-губернатора, руководителя аппарата администрации Сахалинской области.
В ноябре 2005 г. вернулся в бизнес и возглавил холдинг «Сахалинская инвестиционная корпорация», в составе которого группа предприятий занимающиеся инвестициями в производств, строительство, торговлю и сферу услуг.
В 2008 году был избран депутатом Сахалинской областной Думы, в которой работал до декабря 2011 года на не освобожденной основе.
В декабре 2011 года избран депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации. Работает в составе Комитета по природным ресурсам, природопользованию и экологии. Возглавляет подкомитет по водным ресурсам. Женат, имеет двоих детей.
В сентябре 2016 года избран депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации седьмого созыва.