Po powrocie do Belgii posługiwał jako ksiądz, a równocześnie kontynuował badania naukowe. W 1876 roku został powołany do uniwersytetu w Lueven, gdzie wykładał nauki przyrodnicze (m.in. botanika i mikroskopia optyczna). W czasie zajęć dydaktycznych i kontynuowanych badań preferował eksperyment. Zorganizował pierwszy kurs nauczania cytologii. Jednym z jego uczniów był belgijski anatom Arthur van Gehuchten (1861–1914), znany głównie ze swojego wkładu w teorię neuronów.

W 1890 roku utworzył w Leuven przy Vaartstraat uniwersytecki „Instytut Carnoy” (przetrwała fasada budynku z napisem „Institut Carnoy” w portalu).

Publikacje Opublikował m.in.: 1870 – Recherches anatomiques et physiologiques sur les champignons, Gand : Anoot-Braeckman 1870 – Mucor romanus, Bull. Soc. Bot. Belg. 9, 162 1883 – Biologie cellulaire, Lierre : Ed.