Carlos Segura es licenciado en Matemáticas (Premio extraordinario), graduado en Historia del Arte y doctor en Didáctica de la Matemática (Premio extraordinario). Actualmente trabaja como Profesor Ayudante Doctor (PAD) en el Departamento de Didáctica de la Matemática en la Universitat de València. 
Carlos Segura ha trabajado como profesor de enseñanza Secundaria (2010-2015) y como asesor de formación del profesorado en el área de Matemáticas, Ciencia y Tecnología para la Conselleria d'Educació (2015-2023). También fue profesor asociado en el Departamento de Didáctica de la Matemática desde 2015 a 2023, cuando se incorporó como PAD. 
Su investigación se centra en la Educación Matemática; en particular, en la modelización y aplicaciones en la enseñanza de las matemáticas, y en la resolución y planteamiento de problemas (uso de múltiples estrategias, flexibilidad, errores y dificultades, aspectos afectivos). También se interesa por el conocimiento especializado del docente de matemáticas. Ha publicado en revistas de alto impacto en el área y presentado comunicaciones en los principales congresos internacionales y nacionales de educación matemática. Ha realizado estancias de investigación en Harvard University y en la Universitat Autònoma de Barcelona.
Se ha implicado en diferentes proyectos relacionados con la enseñanza de las Matemáticas. Así, participa en el proyecto de estimulación de talento matemático Estalmat CV y forma parte del equipo organizador del concurso IMMC-Spain, dirigido a estudiantes de secundaria y bachillerato. Ha impartido y coordinado numerosos cursos de formación continua del profesorado, para todos los niveles educativos, con el Cefire CTEM. Además, forma parte de la Comisión de Educación de la Real Sociedad Matemática Española.