卡爾賓斯基在地質(zhì)科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域都有重大的建樹。他于1870年發(fā)表了“論巖石學(xué)中的規(guī)律性”一文，1884年又發(fā)表了“巖石學(xué)評(píng)論”等等，為俄國(guó)巖石學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

　　在國(guó)際地質(zhì)界關(guān)于地槽地臺(tái)單元的學(xué)說(shuō)還沒(méi)有完全建立起來(lái)之時(shí)，卡爾賓斯基已有了自己關(guān)于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、古地理學(xué)的卓越見解。他的關(guān)于俄羅斯歐洲部分構(gòu)造及地質(zhì)發(fā)展史的若干論著有著獨(dú)特的意義。根據(jù)他的概念，俄羅斯歐洲部分，即后來(lái)被稱為俄羅斯地臺(tái)的廣大地區(qū)，基底是花崗片麻巖，但被斷層切割而成為高低相間的地壘和凹地。他指出，在地臺(tái)的南部有兩條北西西走向的構(gòu)造變動(dòng)線（后來(lái)就被叫做“卡爾賓斯基線”）。他最早注意到了俄羅斯地臺(tái)范圍內(nèi)的巖層變動(dòng)，并解釋了這些變動(dòng)產(chǎn)生的原因、機(jī)制。他早期的解釋偏向于壓縮論假說(shuō)，認(rèn)為是鳥拉爾褶皺帶向俄羅斯地臺(tái)加壓的結(jié)果，后來(lái)他又認(rèn)為是該地臺(tái)本身地殼運(yùn)動(dòng)引起的。 　　卡爾賓斯基還通過(guò)編制和研究俄羅斯地區(qū)的古地理圖而得出結(jié)論認(rèn)為，該區(qū)通過(guò)東西向下降和南北向下沉的交替，發(fā)生了有次序的地殼振蕩，振蕩方向平行于高加索山脈（東西向）和鳥拉爾山脈（南北向）。他發(fā)現(xiàn)褶皺走向是與古代海盆的海岸線相平行的。

　　卡爾賓斯基早年研究古生物學(xué)，特別為古生態(tài)學(xué)、埋藏學(xué)在俄國(guó)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。他論述了古代生物與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系，把生物演化的不同階段與地層年代結(jié)合起來(lái)。他也很早就注意到生物遺骸埋藏條件的研究。他在1899年關(guān)于旋齒鯊（Helicoprion）的著作中，提及對(duì)化石骨骼物質(zhì)成分的分析，指出了其中次生礦物的情況，并論述了關(guān)于旋齒鯊埋藏條件的問(wèn)題。1903年，他研究腕足動(dòng)物（Folbortella）時(shí)，指出其貝殼化石在巖石中排列的方向性，并與水動(dòng)力條件聯(lián)系起來(lái)考慮。他還研究了不具備隔板的貝殼化石的保存特點(diǎn)及其變形。