Landwirtschaftliche Erzeugnisse bilden nach wie vor die bedeutendste wirtschaftliche Grundlage. Zu den exportfähigen Produkten Wein (→ Samos (Wein)), Rosinen und Olivenöl kam im 20. Jahrhundert Tabak dazu. Besonders der verstärkte Anbau und die Weiterverarbeitung von Tabak führten zu einem Handelswachstum. Die Gerberei und Lederverarbeitung war für Karlovasi im ausgehenden 19. Jahrhundert bis in die 1930er Jahre der wichtigste Wirtschaftsfaktor. Durch die Gründung der "Winzergenossenschaft von Samos" (Ένωσης Οινοποιητικών Συνεταιρισμών Σάμου) im Jahr 1934 konnten zwei Kellereien errichtet werden. Die Jahre nach dem Zweiten Weltkrieg und dem anschließenden Bürgerkrieg bis in die Mitte der 1970er Jahre waren von einer starken Abwanderung in die großen städtischen Zentren sowie in europäische Länder und nach Übersee geprägt. Die Rückkehr ehemaliger Auswanderer und der aufkommende Tourismus seit Beginn der 1980er Jahre kehrten die demographische Entwicklung um. Die Einnahmen aus dem primären Sektor bilden die wichtigste Einkommensquelle der meisten Bewohner gefolgt vom saisonalen Einkommen aus dem Tourismus oder zusätzlichen Einkommen aus Handwerk und Handel. Die Brandkatastrophe 2000 führte neben Landflucht zu einer zunehmenden Arbeitslosigkeit und einer vorübergehenden Krise in Industrie, Handel und Tourismus.