Okres lęgowy thumb|left|Latem sikora karolińska zjada najchętniej owady, a zimą nasiona i jagody Sikory karolińskie są tak podobne do sikor jasnoskrzydłych, że same czasem mają problemy z rozróżnieniem swojego gatunku. Powoduje to powstanie mieszańców (hybryd). Najbardziej oczywista różnica tkwi w ich melodii – wykonanie sikory karolińskiej ma 4 sylaby, a mieszańców 3.
Sikory karolińskie gnieżdżą się w dziupli w drzewie. Para zakłada gniazdo w naturalnych szczelinach w pniu lub czasem w opuszczonych dziuplach dzięciołów. Gatunek ten może krzyżować się z sikorami jasnoskrzydłymi na obszarach, gdzie oba te ptaki występują. To jeszcze bardziej utrudnia identyfikację gatunku.
Pożywienie Podskokami przemieszcza się po gałęziach drzew w poszukiwaniu pożywienia, czasem zwisa głową w dół lub unosi się w powietrzu, aby dotrzeć do upatrzonego miejsca. Może dolatywać w powietrzu za owadami. Te stanowią ważną część jego diety, zwłaszcza latem. Nasiona i jagody stają się istotne zimą. Czasem uderza dziobem o nasiona wbite w pień drzewa lub krzewu, aby je otworzyć. Zdarza się jej gromadzić zapasy na później.