森出生在瑞典的乌普萨拉，是隆德大学历史学教授Gottfrid Carlsson的儿子。1941年，卡尔森也进入隆德大学学习医学。1944年，他参与了检查被释放的纳粹集中营的犯人的工作，他们是被Folke Bernadotte带到瑞典来的。虽然瑞典是第二次世界大战的中立国，卡尔森的求学之路还是由于在军队中服役而被迫中断数年。1951年，卡尔森获得了医学和哲学博士学位，并随后成为隆德大学的教授。1959年，他又到哥德堡大学任教授。1957年，卡尔森提出多巴胺不仅仅是过去人们认为的去甲肾上腺素的前体，也是一种