Egyetemi doktori disszertációja (Marx és Engels a nemzeti kérdésről, 1978.) témavezetője Arató Endre akadémikus volt. Tudományos érdeklődésére, világszemléletére édesapja Karsai Eleken kívül nevelő nagyapja Hárs László szociáldemokrata újságíró, költő, nevelő nagymamája Lederer Emma történész, valamint az ELTE BTK-án tanárai, Hahn István, Szabad György és Földes László gyakoroltak maradandó hatást.
1975 óta oktat a szegedi bölcsészkaron, 1999 óta egyetemi tanár, 2014-ben az MTA doktora. A fejlett tőkés országok nemzeti-nemzetiségi problémáiról vezetett szemináriumokat, tartott előadás-sorozatot. Részt vett a Kelet-Európa Története speciális szak tematikájának kidolgozásában. Szemináriumokat és előadásokat tart a bolsevizmus, a fasizmusok és a nácizmus történetéből, valamint a második világháború és a holokauszt történetéről.
1983-ban édesapja tanácsára és irányításával kezdte el kutatni a magyarországi cigány holokauszt történetét. Halála (1986) után kiadta a Szálasi-per sajtó alá rendezését, valamint a Vádirat a nácizmus ellen c. dokumentum-sorozat tervezett IV. kötetéhez az anyaggyűjtést és a dokumentumok sajtó alá rendezését (a budapesti zsidók sorsa 1944. október 15-től 1945. január 18-ig). A kötet 2014 decemberében jelent meg.
1994 óta vezeti a Yad Vashem Archives (YVA) Magyarországi Kutatócsoportját. A kutatócsoport tagjai történészek, levéltárosok, zömmel volt egyetemi tanítványai. Feladatuk mindazon dokumentumok feltárása, számítógépes címleírása és mikrofilmeztetése, amelyek 1938-1950 között keletkeztek, és amelyekben bármilyen összefüggésben a „zsidó” és a „cigány” szó előfordul. Kutatómunkájuk során több mint hárommillió oldalnyi, eddig nem publikált dokumentumot tártak fel, láttak el címleírással és juttattak ki mikrofilmen a YVA-ba. Levéltári és könyvtári kutatásokat végzett több hónapon keresztül az Egyesült Államokban (1993-ban fél évig, 2009-ben három hónapig), Izraelben (2000-ben és 2014-ben négy hónapig), valamint rövidebb, egy-két hónapos tanulmányúton volt többször is Svájcban, Franciaországban és Olaszországban. Húsz nemzetközi történész konferencián tartott előadást.
2011-ben beválasztották a European Holocaust Research Infrastructure (EHRI) Advisory Board-jába. Az EHRI-nek jelenleg 11 országból 21 holokauszttal foglalkozó intézmény a tagja. Célunk egy nagy levéltári adatbank összeállítása, amelyben az összes, holokausztban érintett ország levéltárainak témánkba vágó iratanyagáról a kutatók hasznos információkat kaphatnak.
Több tanítványomnak (Molnár Judit, Csősz László, Munkácsi Krisztina, Kádár Gábor, Vági Zoltán, Margittai Linda) jelent meg már tanulmánya, sőt monográfiája a holokauszt témakörében.
Félszáznál több tanulmányom és cikke jelent meg. Ezek közül 14 angolul, öt héberül, három franciául, kettő németül és egy románul látott napvilágot. Kilenc könyve jelent meg, ezek közül öt ismeretterjesztő, két forráskiadvány és két önálló monográfia volt. A független hivatkozásaim száma 400. Rendszeresen publikál a napi- és hetilapokban is, főleg a holokauszttal, a múlt századi és napjaink antiszemitizmusával kapcsolatos témákban. 2010-ben az egyik antiszemita webes portálon hetekig próbált vitatkozni holokauszt-tagadókkal. Több jelentős holokauszt-tárgyú perben (Finta Imre szegedi csendőr-százados torontói-, és Esterházy Pál herceg londoni perében) volt történész szakértő. Egy chicagói bíróságon magyar holokauszt túlélők indítottak pert magyarországi bankok ellen. Ebben a felperesek több milliárd dollár kártérítést követelnek, az Országos Takarékpénztárt képviselő ügyvédi iroda Karsait és Margittait kérte fel egy szakvélemény megírására. A választott bíró végül az OTP javára döntött.
Akadémiai doktori disszertációjában a magyar történészek közül először tesz kísérletet arra, hogy Szálasi Ferenc életrajzát tudományos igénnyel egy monográfiában feldolgozza.
