Zachowanie Kowaliki karolińskie siedząc na pionowych powierzchniach, np. drzewach, często obracają się na bok lub do góry nogami. Potrafią schodzić z dużych wysokości głową w dół, przeszukując wąskie pęknięcia lub otwory w drzewach w celu znalezienia tam pokarmu. Gdy znajdą jakieś orzechy albo nasiona, upychają je w korze, a następnie otwierają. Przechowują jedzenie pojedynczo, pod luźną korą, ukrywają je w porostach, mchu czy w śniegu. Ptaki te odganiają inne osobniki ze swego gatunku, gdy tamte zbytnio zbliżą się do ich terytorium, natomiast na zimę dołączają do stad sikor i dzięciołów, by wspólnie żerować.
Rozród thumb|Samiec, podgatunek nominatywny Kowalik karoliński jest gatunkiem monogamicznym. Dobiera się w pary po zalotach, w których samiec zabiega o względy samicy poprzez rozkładanie ogona i opuszczanie skrzydeł, przy jednoczesnym kołysaniu się w tył i przód. Dostarcza jej również pożywienie. Ptaki zakładają terytoria zajmujące od 0,10 do 0,15 kilometrów kwadratowych w lasach oraz powyżej 0,2 kilometrów kwadratowych w siedliskach częściowo zalesionych, pozostając tam razem całorocznie, do czasu, aż jeden z partnerów zginie.