Loài chuột này là một phần của nhóm động vật gặm nhấm Oryzomyini được xác định rõ ràng bao gồm Holochilus, Noronhomys, Lundomys và Pseudoryzomys. Carletonomys có lẽ là loài ăn cỏ và sống trong một môi trường sống ẩm ướt. Carletonomys được tìm thấy có liên quan đến các loài động vật khác bao gồm cá, rùa biển, ếch, chim, Armadillo (thú có mai trong họ Dasypodidae), và một số loài gặm nhấm, bao gồm Reithrodon auritus, và chuột coypu (Myocastor), cả hai đều sống trong khu vực. Carletonomys cailoi có thể sống trong môi trường sống dưới vùng đất ngập nước trong điều kiện khí hậu tương đối ấm áp và ẩm ướt.