Pada tanggal 6 Februari 2017, Carmona bergabung dengan klub Major League Soccer, Atlanta United. Pada tanggal 7 Maret 2017, ia melakukan debutnya dan mendapatkan kartu merah pada menit ke-88 dalam kekalahan 1-2 melawan New York Red Bulls. Pada tanggal 7 Mei 2017, ia mencetak gol pertamanya untuk tim pada menit ke-39 dalam kekalahan 1-3 melawan New York City FC. Pada Januari 2018, Carmona pindah ke klub Chile, Colo-Colo. Setelah kontraknya berakhir, pada bulan Februari 2021, ia bergabung dengan tim kampung halamannya, Coquimbo Unido, di Primera B. Pada Januari 2022, ia mengumumkan pensiun setelah memenangkan Primera B 2021 bersama Coquimbo Unido.
Di level internasional, Carmona menjadi pemain termuda Chile di Piala Dunia Remaja FIFA 2005 di Belanda, di mana ia menunjukkan beberapa bakat dalam kemenangan 7-0 melawan Honduras. Dua tahun kemudian, ia menjadi kapten Chile di Piala Dunia U-20 FIFA 2007, di mana ia bermain dalam kemenangan 3-0 melawan Kanada, 3-0 melawan Kongo, 4-0 melawan Nigeria, dan 1-0 melawan Austria; Chile akhirnya meraih medali perunggu pada akhir turnamen. Keberuntungan internasionalnya berlanjut ketika pelatih Chile, Marcelo Bielsa, memanggilnya untuk Turnamen Toulon 2008, sebuah acara sepak bola U-23, di mana Carmona memenangkan medali perak bersama timnya.
Pada tanggal 19 November 2008, Carmona melakukan debutnya untuk tim senior dalam kekalahan 0-3 melawan Spanyol. Pada tanggal 6 Februari 2013, melawan Mesir, Carmona mencetak gol pertamanya untuk tim nasional dalam kemenangan 2-1. Carmona masuk dalam skuad Copa America 2015 namun harus mundur karena cedera dan digantikan oleh José Pedro Fuenzalida.
Selama karirnya, Carmona meraih beberapa gelar. Bersama Atalanta, ia memenangkan Serie B pada musim 2010-2011. Bersama Colo-Colo, ia memenangkan Supercopa de Chile pada tahun 2018 dan Copa Chile pada tahun 2019. Pada tahun 2021, bersama Coquimbo Unido, ia meraih gelar Primera B. Pada tingkat internasional, ia juga memenangkan China Cup bersama tim nasional Chile pada tahun 2017.