Действия игры происходят в городе Палмонт, по которому игроку, как и в Most Wanted, предоставлена свобода передвижения. По сюжету главный герой должен побеждать в гонках городских районов и собрать команду, чтобы разобраться в истории с украденной сумкой денег. Действие вновь переносится в ночное время суток. Основными нововведениями в Need for Speed: Carbon являются возможность собрать команду гонщиков и захват районов. Также в Carbon впервые появляется система тюнинга Autosculpt. В отличие от предыдущей части игры, полиция в Carbon менее активна и основной акцент делается на гоночные состязания и тюнинг автомобилей.

Действие игры происходит в Трёх городах, где присутствует четыре территории, по которым предоставлена свобода передвижения: Палм Харбор, Сансет Хиллс, Порт Крисент и Горы Голд Коуст. По дорогам разъезжает трафик, а также полиция, следящая за порядком.