Gran parte de la carrera de Belmonte «se ha dirigido a estudiar cómo el cerebro siente e interpreta la aceptación del dolor. En los últimos años a través de la biología molecular», señala Salvador Martínez, director del Instituto de Neurociencias, donde Belmonte prosigue su labor investigadora. Profesor emérito del Área de Fisiología de la UMH, fue nombrado hace un año Académico de Honor de la Real Academia de Medicina de la Comunidad. Carlos Belmonte ha sido catedrático de Fisiología Humana en las Facultades de Medicina de la UMH, Valladolid y Alicante. Ha sido NIH International Fellow y profesor visitante en las Universidades de Harvard y Utah en EE UU y New South Wales en Australia. Ha presidido la Sociedad Española de Educación Médica, la Sociedad Española de Neurociencias, la International Society for Eye Research y la International Brain Research Organization. Además, es miembro numerario de la Academias Europea, de la Real Academia de Ciencias de España de la Akademie der Wissenschaften und Literatur en Alemania y de Honor de las de Medicina de Valencia, Murcia y Valladolid.