Карлсон в составе сборной США принимал участие на чемпионате мира по хоккею среди молодёжных команд 2010. На турнире он был ассистентом капитана сборной, провёл 7 матчей и отметился 4 результативными передачами и 3 забитыми шайбами. В финале Джон забил в овертайме победный гол в ворота Канады (6:5ОТ) и завоевал со сборной золотые медали первенства. Вошёл в символическую сборную чемпионата и был признан самым "забивным" защитником турнира.