Ved siden av profanmusikken har Mørk Karlsen en omfattende produksjon av kirkelig bruksmusikk for kor, solister, instrumenter og orgel - som for eksempel samlingen Laudate Dominum som inneholder 100 kormotetter til alle kirkeårets søndager. Men han har også vært opptatt av å videreføre og fornye kirkemusikkformer av større format. Nevnes kan her det symfoniske oratoriet Lilja fra 1987, Johannespasjonen fra 1991, Sinfonia da Requiem (Symfoni nr. 2) fra 1995 og St. Hallvards litani fra 2000.