Carayol effectue sa thèse en 1984 à l'Université de Paris (Courbes de Shimura, formes automorphes et représentations galoisiennes). Il enseigne à l'Université de Strasbourg.
Sur la mauvaise réduction des courbes de Shimura, Compositio Math., Band 59, 1986, S. 151–230
Sur les représentations l-adiques associées aux formes modulaires de Hilbert, Ann. Sci. École Norm. Sup. (4), Band 19, 1986, S. 409–468.
Sur les représentations Galoisiennes modulo ℓ attachées aux formes modulaires, Duke Math. J., Band 59, 1989, S. 785–801.
Limites dégénerée de séries discrètes, formes automorphes et variétés de Griffiths-Schmidt: le cas du groupe U (2,1), Compositio Mathematica, Band 111, 1998, S. 51–88
Quelque relations entre les cohomologies des variétés de Shimura et celles de Griffiths-Schmidt (cas du groupe SU (2,1)), Compositio Mathematica, Band 121, 2000, S. 305–335
Cohomologie automorphe et compactifications partielles des certaines variétés de Griffiths-Schmidt, Composition Mathematica, Band 141, 2005, S. 1081–1102
Herausgeber mit Jacques Tilouine: Formes automorphes, 2 Bände, Astérisque, Nr. 298, Nr. 302, 2005 (Actes du semestre du Centre Emile Borel 2000)
