Jedan od važnih ciljeva speleoloških istraživanja je primjena njihovih rezultata u provođenju znanstvenih istraživanja. Najznačajnija znanstvena istraživanja u okviru speleologije provode se na području geoznanstvenih (geoloških i geomorfoloških), bioloških i arheoloških istraživanja. Članovi SD Karlovac dali su veliki doprinos znanstvenim istraživanjima krša i speleoloških objekata posebno kroz suradnju s brojnim znanstvenim i stručnim institucijama i udruga iz Hrvatske i inozemstva (npr. Prirodoslovno-matematički fakultet, Odjel za fizičku geografiju Sveučilišta u Budimpešti, Hrvatsko geomorfološko društvo, Hrvatsko biospeleološko društvo, Gradski muzej Karlovac, Park prirode Velebit, Centar za krš itd.).
     U okviru geoznanstvenih istraživanja vršena su istraživanja morfologije i postanka špilja i jama na području Slunjske zaravni, sjevernog Velebita i poluotoka Pelješca. Također su vršena geomorfološka istraživanja tih područja te odnos reljefa i geološke građe prema karakteristikama speleoloških objekata. U tijeku je provođenje međunarodnog projekta istraživanja paleoklimatskih promjena kroz analizu sigovine i leda iz jama.
     Vrlo su važni rezultati arheoloških istraživanja u kojima sudjeluju članovi SD Karlovac. Jedno od najvećih otkrića bilo je pronalazak i istraživanje antičke nekropole iz Bubijeve jame gdje su pronađeni ostaci 30-ak ljudi koji su špilji pokopani u 3. stoljeću poslije Krista.
     Biospeleološka istraživanja se provode s ciljem produbljivanja spoznaja o živom svijetu našeg podzemlja. Najveće otkriće članova SD Karlovac je pronalazak endemske pijavice Croatobranchus mestrovi  u jami Olimp na sjevernom Velebitu koja je jedno od samo četiri staništa ove životinje.