Frequenta il Centro Sperimentale di Cinematografia, dove è compagno di corsi di Francesca Archibugi, per la quale cura la fotografia di alcuni cortometraggi e in seguito del suo secondo e terzo lungometraggio, Verso sera (1990) e Il grande cocomero (1993). Nel corso degli anni '90 lavora a molte opere prime e seconde a basso costo, tra cui gli esordi di ex compagni di studi al Centro Sperimentale. Collabora in particolare con Paolo Virzì per i suoi primi due film, La bella vita (1994) e Ferie d’agosto (1996). Pizzicata (1996), esordio alla regia di Edoardo Winspeare, segna l’inizio del sodalizio professionale di Carnera con l’autore salentino, per il quale fotografa i successivi Sangue vivo (2000), Il miracolo (2003), Galantuomini (2008) e Sotto il celio azzurro (2009). Nei primi anni Duemila collabora con Sergio Rubini per Tutto l’amore che c’è (2000), L’anima gemella (2002) e L’amore ritorna (2004), che gli vale l’Esposimetro d’oro alla miglior fotografia italiana. Tra i suoi lavori televisivi, spicca Romanzo criminale – La serie (2008-2010), diretto da Stefano Sollima, per il quale cura le immagini dell'esordio cinematografico, ACAB – All Cops Are Bastards (2012), per il quale ha ricevuto la nomination ai David di Donatello, e successivamente di Suburra; con Sollima gira anche le prime due stagioni di Gomorra, enorme successo italiano ed internazionale, il lungometraggio Adagio, Nastro d'Argento e Globo d'oro alla fotografia, e la serie Il mostro (2025). Collabora con Matteo Garrone a Io Capitano, per la cui fotografia vince il David di Donatello e il Nastro d'Argento, e con Mario Martone per Fuori.