Sagan publicó numerosos artículos científicos y comunicaciones1 y fue autor, co-autor o editor de más de una veintena de libros. Defensor del pensamiento escéptico científico y del método científico, fue también pionero de la exobiología, promotor de la búsqueda de inteligencia extraterrestre a través del Proyecto SETI e impulsó el envío de mensajes a bordo de sondas espaciales, destinados a informar a posibles civilizaciones extraterrestres acerca de la cultura humana. Mediante sus observaciones de la atmósfera de Venus, fue de los primeros científicos en estudiar el efecto invernadero a escala planetaria.
Carl Sagan ha sido muy popular por sus libros de divulgación científica —en 1978, ganó el Premio Pulitzer de Literatura General de No Ficción por su libro Los Dragones del Edén—, por la galardonada serie documental de TV Cosmos: Un viaje personal, producida en 1980, de la que fue narrador y co-autor, y por el libro Cosmos que fue publicado como complemento de la serie, además de por la novela Contacto, en la que se basa la película homónima de 1997. A lo largo de su vida, Sagan recibió numerosos premios y condecoraciones por su labor como comunicador de la ciencia y la cultura. Está considerado como uno de los divulgadores de la ciencia más carismáticos e influyentes, gracias a su capacidad de transmitir las ideas científicas y los aspectos culturales al público no especializado con sencillez no exenta de rigor, lo que ha dado origen a multitud de vocaciones científicas entre el público general.