Ο Νικόλαος Καρνέσης είναι Ερευνητής Γ΄ στο Κέντρο Ερευνών Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών της Ακαδημίας Αθηνών. Η έρευνά του αφορά την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων, την αστροφυσική και την κοσμολογία, με έμφαση στην ανάλυση δεδομένων. Είναι διπλωματούχος της Σχολής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Ολοκλήρωσε τις διδακτορικές του σπουδές στο Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) και στο Universitat Autònoma de Barcelona, με υποτροφία της Generalitat de Catalunya.
Εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Max Planck για τη Βαρυτική Φυσική (AEI) στο Αννόβερο. Στη συνέχεια ήταν υπότροφος του CNES και του CNRS στο εργαστήριο APC στο Παρίσι. Από το 2021 έως το 2025 εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Πριν μετακινηθεί στην Ακαδημία Αθηνών, εργάστηκε για σύντομο διάστημα στο ΙΑΑΔΕΤ του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών.
Υπήρξε βασικός συνδημιουργός των εργαλείων ανάλυσης δεδομένων της αποστολής LISA Pathfinder της ESA. Κατά τις επιχειρήσεις της αποστολής υπηρέτησε ως επιστήμονας βάρδιας και αναλυτής δεδομένων στο Κέντρο Επιχειρήσεων της ESA. Είναι μέλος της Επιστημονικής Ομάδας του LISA Pathfinder, στην οποία απονεμήθηκε το ESA Team Achievement Award.
Σήμερα είναι επικεφαλής της ελληνικής εθνικής ομάδας στο LISA Consortium και της ελληνικής συνεισφοράς στο Επίγειο Τμήμα της αποστολής LISA, ενώ το 2024 επελέγη ως μέλος της Επιστημονικής Ομάδας LISA της ESA. Είναι επίσης μέλος της συνεργασίας Virgo και της Επιτροπής Αστρονομίας και Θεμελιώδους Φυσικής της ESSC.
Το ερευνητικό του έργο περιλαμβάνει:
συμπαγή διπλά συστήματα και γαλαξιακούς πληθυσμούς
στοχαστικά υπόβαθρα βαρυτικών κυμάτων
Μπεϋζιανή στατιστική και μεθόδους μηχανικής μάθησης
βαθμονόμηση οργάνων και μοντελοποίηση θορύβου