卡尔顿学院现有18只校队，包括男子美式足球、篮球、棒球、越野赛跑、高尔夫、足球、网球、田径、游泳及跳水，以及女子垒球、游泳及跳水、篮球、越野赛跑、高尔夫、足球、网球、田径、排球等。这些运动队参加全美大学体育协会第三级比赛(NCAA Division III)，因此，卡尔顿学院不提供体育奖学金。另外，卡尔顿学院还有27只俱乐部队，以及多只校内竞技队。
卡尔顿学院为学生提供超过60门体育选修课。学生须在四年内完成四个学期的体育课以达到毕业要求。
卡尔顿学院的飞盘队十分成功。其男子队，Carleton Ultimate Team (CUT)，以及女子队，Syzygy，均为美国大学飞盘联赛(USA Ultimate College Division)冠军的有力争夺者。其中，男子队在2001年、2009年以及2011年三次获得全国冠军，女队也在2000年获得全国冠军。除此两只飞盘队外，卡尔顿学院另有男子队，the Gods of Plastic，以及女子队，Eclipse。前者在2009年、2010年及2012年三次获美国大学飞盘第三级联赛冠军，后者也在2011年获得第三级联赛冠军。
卡尔顿女子橄榄球队在2011年获得第三级联赛冠军，并进军第二级联赛。
