天文学者・作家・小説家。「カール・サガン」「カール・セイガン」などと表記されることもある。生物学者であるリン・マーギュリスの元夫。天文学の知識を活かしたSF作品などで知られている。
また、月を始めとする他の惑星を地球環境に近付け、人間などの地球生命体が居住できるよう地形や生態系を変更させる仮想プロセス「テラフォーミング」や、核戦争が勃発すると、大規模な環境の変動が地球上を襲い、極端な氷河期が発生するという理論「核の冬」などを提唱した人物として有名。
受賞歴に、ヒューゴー賞、クルンプケ・ロバーツ賞、ピューリッツァー賞、ジョン・W・キャンベル記念賞、本田賞、ローカス賞などがある。
著書に、「宇宙との連帯」「コスモス」「コンタクト」「人はなぜエセ科学に騙されるのか」「惑星へ」「サイエンス・アドベンチャー」「悪霊にさいなまれる世界」「コスモス／宇宙」「百億の星と千億の生命」「グランド・コスモス」「ハレー彗星」「はるかな記憶」などがある。
晩年は、骨髄異形成症候群と診断され、骨髄移植や化学療法などによる闘病生活を送っていた。最終的には急性肺炎のために亡くなったとされている。62歳。
