Najbardziej znanymi jego utworami jest Alicja w Krainie Czarów (Alice’s Adventures in Wonderland, 1865) i jej kontynuacja Po drugiej stronie lustra (Through the Looking-Glass, 1871). Za pierwowzór postaci Alicji uważana jest Alice Liddell, córka dziekana oksfordzkiego kolegium Christ Church i wicerektora (1870-1874) Uniwersytetu Oksfordzkiego, Henry’ego George’a Liddella. Obie te książki, mieszające elementy baśniowe i realistyczne, pełne absurdu i groteski, zdobyły wielką popularność wśród dziecięcych i dorosłych czytelników. mały|Szósta z ilustracji Henry'ego Holidaya do „The Hunting of the Snark” Lewisa Carrolla. Carrol jest też autorem poematu absurdalnego Wyprawa na żmirłacza (The Hunting of the Snark, 1875) oraz wiersza Jabberwocky (1855); w tym ostatnim poeta stworzył wiele neologizmów oraz nowych form gramatycznych. Carrol opublikował także dwie powieści dla dorosłych: Sylvie and Bruno (1889) oraz Sylvie and Bruno Concluded (1893).
Utwory literackie Przygody Sylwii i Bruna Alicja w Krainie Czarów Po drugiej stronie lustra Wyprawa na żmirłacza Rhyme?