מחקריה של פרופ' כרמי התמקדו בעיקר באפיון הביטויים הקליניים והבסיס המולקולארי של מחלות גנטיות בקרב האוכלוסייה הערבית-הבדואית בנגב. לכרמי למעלה מ-150 פרסומים בגנטיקה רפואית. מחקרה כלל זיהוי של 12 גנים חדשים ותיאור של שתי תסמונות חדשות, אחת מהן אף קרויה על שמה - "תסמונת כרמי". פרסומה האקדמי הראשון (1977) תיאר הצטברות פחמן דו-חמצני בעריסות ילודים ומתקני ראש (hoods) לאספקת חמצן לתינוקות, בקשר אפשרי לתופעת המוות בעריסה. פרופ' כרמי הייתה מעורבת בפרויקטים שונים למניעת מחלות תורשתיות בקהילה הבדואית ובפרויקטים לקידום השכלת נשים בקרב אוכלוסייה  זו.