Formatosi musicalmente con Pomponio Nenna, subì il fascino delle teorie sul cromatismo di Nicoló Vicentino e Marcantonio Ingegneri e per un lungo periodo fu grande amico di Torquato Tasso, di cui musicó molti versi.
Nella sua musica amava alterare di un semitono gli intervalli melodici creando nelle armonie squilibri originali nelle tonalità. Questo modo cacofonico di fare musica e la sua passionalità sono la sua vera espressione musicale, facendolo diventare uno dei personaggi piú rappresentativi dell'età della Controriforma.

La sua opera più nota è composta da 6 libri di Madrigali, 2 di Sacrae Cantiones e 1 di Responsori. Il grande liutista genovese Simone Molinaro li fece stampare, per la prima volta in partitura, nel 1613. Autore, per quanto sappiamo anche di alcune musiche strumentali, a noi ignote, tuttavia è nella gloriosa, tramontante polifonia che Carlo volle e seppe esprimere, con personale potente veemenza, il suo singolarissimo genio.