Przed ukończeniem doktoratu Misner rozpoczął pracę na Wydziale Fizyki w Princeton w randze instruktora (1956–1959), a następnie został awansowany na stanowisko adiunkta (1959–1963). W 1963 roku przeniósł się na Uniwersytet Marylandu w College Park jako profesor nadzwyczajny i uzyskał tam status profesora zwyczajnego w 1966 roku. Od 2000 roku Misner jest emerytowanym profesorem fizyki, która jest częścią jednostki College of Computer, Mathematical, and Natural Sciences na University of Maryland, gdzie nadal jest członkiem zespołu Gravitation Theory Group (na wydziale fizyki fundamentalnej). W swojej karierze Misner doradzał 22 doktorom (głównie w Princeton i Maryland).
Misner zajmował stanowiska wizytacyjne w takich placówkach jak: Instytut Fizyki Grawitacyjnej im. Maxa Plancka (znany również jako Instytut Alberta Einsteina), Instytut Fizyki Teoretycznej Kavli na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, Papieska Akademia Krakowska, Instytut Fizyki w Moskwie (w czasach Związku Radzieckiego) czy też California Institute of Technology, Uniwersytet Oksfordzki i Uniwersytet w Cambridge.