Carlo Ventura ha conseguito la Laurea in Medicina e Chirurgia presso l'Università di Bologna, dove ha ottenuto anche la specializzazione in Cardiologia e il Dottorato di Ricerca in Biochimica. La sua carriera internazionale lo ha portato negli Stati Uniti, dove ha lavorato presso il Laboratory of Cardiovascular Science del National Institute on Aging (NIA)/National Institutes of Health (NIH) di Baltimora.
È stato Professore Ordinario di Biologia Molecolare presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia della medesima università. Attualmente, è Direttore Scientifico di diverse istituzioni:
- Il Laboratorio Nazionale di Biologia Molecolare e Bioingegneria delle Cellule Staminali dell'Istituto Nazionale Biostrutture e Biosistemi (INBB) a Bologna.
- La “Sezione di Bologna” dell'INBB, coordinando le unità di ricerca di Bologna, Firenze e Siena.
- ELDOR Lab, ramo di ricerca biomedica di ELDOR Corporation.
- LipoBank, prima start up europea ad essere stata autorizzata alla crioconservazione del tessuto adiposo autologo in collaborazione con una Banca di rilievo nazionale, la Banca della Cute di Cesena RER (Regione Emilia Romagna).
- GLOBAL REGENERATIVE GROUP – LIPOSMART, Miami, FL, USA
Nel 2010, all'interno dell'INBB, ha fondato VID art|science, un movimento internazionale che promuove una collaborazione transdisciplinare tra artisti e scienziati, basata sulla convinzione che l'arte possa interagire con le dinamiche più profonde della nostra biologia.
Carlo Ventura è membro della American Society of Biochemistry and Molecular Biology (ASBMB) e autore di oltre centocinquanta pubblicazioni su importanti riviste internazionali di biologia cellulare e molecolare.