Sagan'ın bilimsel merakı ona lisans seviyesinde, Chicago Üniversitesi'nden dört farklı dalda diploma almasını sağladı. Bunlar içinde en önemlileri tabii ki, fizik ile astronomi ve astrofizik diplomalarıydı. Carl Sagan öldüğünde, 1968'de girdiği Cornell Üniversitesi'nde, David Duncan Kürsüsü profesörü ve aynı üniversitedeki Gezegen Araştırmaları Laboratuvarı’nın da müdürüydü. Güneş Sistemi'nin araştırılması ile ilgili çalışmaları, bugünkü bilgilerimizin temelini oluşturmuştur. Daha önceleri Venüs'ün yaşanabilir bir yer olduğu sanılırken Sagan tam tersini iddia etmiş ve Venüs'ün cehennem gibi bir yer olduğunu söylemiştir. Sonra Mariner'ler ile bu kanıtlanmıştır. Sera etkisini ilk olarak tanımlayan ve Venüs'ün sıcaklığının buradan kaynaklandığını ortaya atan da Carl Sagan'dır. Ayrıca evrende yaşamın var olabilmesi için karbon kökenli elementlerin olması gerektiğini de önermiş ve Satürn'ün en büyük uydusu Titan'ın böyle uygun bir yer olduğunu söylemiştir. Pioneer uzay araçları sayesinde Titan'ın atmosferindeki karbon ve metan elementleri ispatlanmıştır. Sagan'ın bu ileri görüşlülüğü ve üst düzey bilimsel çalışmaları bunlarla sınırlı kalmamaktaydı. O hayatı boyunca Dünya dışında bir uygarlıkla iletişim kurulabilmesinin yollarını aradı. Bunun için birçok araştırmacıyla ortak çalışarak SETI projesini güçlendirdi ve hep destek oldu. Yalnızca bir uygarlığı aramakla değil aynı zamanda Dünya'daki yaşamın kökenini aramakla da ilgilenmiş ve bu konuda kitaplar yazmıştır. Dünya'daki yaşamın kökeni ve Dünya dışında bir yaşamın oluşabilmesi ile ilgili yaptığı çalışmalar yeni bir bilim dalını oluşturmuştur: Astrobiyoloji...
Carl Sagan 600'den fazla bilimsel makale ve yazı yazmıştır. Bunların yanında Icarus adlı bilimsel yayın yapan bir derginin 12 yıl boyunca editörlüğünü üstlenmiştir. Ayrıca Dünya'nın en büyük Güneş Sistemi araştırmaları grubu olan Gezegen Araştırmaları Derneği'nin kuruculuğunu ve ölene kadar da yöneticiliğini yapmıştır. Tabii ki, Carl Sagan'ın bilimsel katkıları sadece bunlarla bitmiyordu. NASA'nın Güneş Sistemi'nin araştırılması için gerçekleştirdiği tüm projelerde üst düzeyde görev almış hatta Mariner2, Mariner9, Viking, Voyager, Pioneer ve Galileo uydularının tasarımını ve yöneticiliğini yapmıştır. Yine kendisinin tasarladığı bir altın plak da bu uzay araçlarına yerleştirilmiştir. Bu plak ile Sagan, uzay aracının başka bir uygarlık tarafından bulunması halinde Dünya'yı ve insanoğlunu tanıtmayı hedeflemekteydi. Bugün Carl Sagan 'in idaresinde gerçekleştirilmiş olan Voyager'lar Güneş Sistemi'nin dışına çıkmış ve başka yıldız sistemlerine doğru yol almaktadır. Belki de o altın plaklar hedeflerine ulaşacaklardır.
Ancak Carl Sagan, yaptığı bu bilimsel çalışmaların çok ötesinde bir bilim adamıydı. Her şeyden önce o kendisini, bilimin gerçeklerini halka aktarmakla yükümlü saymış bir insandı. Hayatındaki en önemli amaçlarından biri popüler bilimi halka, halkın anlayabileceği gibi anlatmaktı. Carl Sagan yazdığı kitaplar, yazılar ve yaptığı televizyon dizisi ile bunu fazlasıyla başarmış bir bilim adamıdır. Yazının başında da söylendiği gibi Dünya üzerinde bunu başarmış pek az sayıda bilim adamından biridir. Carl Sagan'ı ülkemizde daha da popüler kılan ise 1997 yılında gösterime giren Contact (Mesaj) isimli filmdir. Çok önceden yazmış olduğu bir romandan uyarlanan bu filmde Dünya dışında bir uygarlıkla kurulan bağlantı ve bunun çevresinde gelişen olaylar anlatılmaktaydı. Carl Sagan'ın başarılı romanlarından bir diğeri olan Cennetin Ejderleri ise Pulitzer ödülü almasını sağlamıştır. Carl Sagan Contact filmini görmeyi çok istemiştir ancak filmin son halini göremeden 20 Aralık 1996'da hayata veda etmiştir.
Bilimsel Tezleri:
Sagan, Satürn'ün uydusu Titan ve Jüpiter'in uydusu Europa'nın okyanuslara (Europa için sözkonusu olan yüzeyin altındaki okyanuslardır.) sahip olabileceği hipotezini ilk ortaya atanlardandır. Bu hipotez beraberinde, Europa'daki sıvı okyanusların yaşam için potansiyel bir habitat oluşturabileceği önermesini de getirmektedir. Europa'nın yüzey altı okyanusları daha sonra Galileo uydusu tarafından dolaylı yollarla kanıtlanmıştır.Jüpiter'in atmosferinin, Mars'taki mevsimsel değişimlerin ve Satürn'ün uydusu Titan'ın anlaşılmasına yardım etmiştir. Sagan, Venüs'ün atmosferinin aşırı derecede sıcak ve yoğun olduğunu ispatlamıştır. Ayrıca Venüs'te yaşamın karşısındaki en büyük tehdit olan küresel ısınmanın, Dünya'da da her an şiddeti artan bir tehlike içeridiğini farketmiştir. Mars'taki mevsimsel değişikliklerin, diğerlerinin söylediği gibi bitki örtüsünün değişmesi ile değil, rüzgarla savrulan tozlarla ilgili olduğunu ileri sürmüştür.
